In der Bioproduktion werden Mikroben oder Säugerzellen als lebende Mini-Fabriken eingesetzt. Die Produktionsstätten der Biotechnologie sind Bioreaktoren – große Hightech-Behälter aus Stahl oder Kunststoff, in denen die Organismen unter optimalen Bedingungen kultiviert werden. Ob jedoch das Produkt – sei es ein Enzym, Wirkstoff oder Biotreibstoff, in der gewünschten Qualität entstanden ist – wird in der Regel erst am Ende des Prozesses festgestellt.

Frisches Körnerbrot oder leckere Nudelgerichte gehören für viele Menschen wie selbstverständlich bei Mahlzeiten dazu. Bei 250 Millionen Menschen weltweit verursacht solche Kost jedoch gravierende Gesundheitsprobleme. Der Grund: sie leiden unter Zöliakie – einer Unverträglichkeit des in vielen Getreidearten vorkommenden Klebereiweißes Gluten. Eine Therapie für die durch Gluten ausgelöste Darmentzündung gibt es nicht. Betroffene müssen daher strikt auf eine glutenfreie Ernährung achten.

Mit mikroelektronischen Netzhaut-Implantaten Blinden ein Stück Sehfähigkeit zurückgeben, das versucht die Retina Implant AG in württembergischen Reutlingen. Die Chips sollen Menschen mit degenerativen Netzhauterkrankungen wieder einen Lichtblick verschaffen. Im Rahmen der Fördermaßnahme "KMU-innovativ" hat das BMBF die Erforschung und Erprobung des Netzhaut-Implantats unterstützt.

Manche Fleckvieh-Bullen sind augenscheinlich kerngesund. Doch eine winzige Veränderung im Erbgut lässt ihre Chance auf Nachwuchs gegen Null sinken: Auf Chromosom 19 haben Forscher aus Bayern einen Gendefekt gefunden, der sich auf die Qualität der Spermien auswirkt – und die Bullen damit unfruchtbar macht. Zum Nachweis der Mutation setzten die Forscher der Technischen Universität München auf modernste Sequenziertechniken. Mithilfe eines Gen-Checks kann fortan festgestellt werden, welche Rinder als Zuchttiere infrage kommen.

Muttermilch gilt als perfekte Nahrung für Säuglinge – sie enthält neben Nährstoffen auch einen reichhaltigen Mix an natürlichen Gesundmachern. Dazu zählen humane Milchzucker. Sie fördern die Entwicklung der Darmflora und schützen die Neugeborenen vor Infektionen mit Krankheitserregern. Damit auch nicht gestillte Kinder gesund ernährt werden können, sind Hersteller von Babynahrung schon lange an solchen funktionellen Zusätzen für ihre Produkte interessiert.

Die Gerste (Hordeum vulgare) gilt weltweit als viertwichtigste Getreideart. Insbesondere bedeutend ist sie als Viehfutter und für die Bierherstellung. In der Braunation Deutschland ist Gerste nach dem Weizen sogar die Nummer zwei der angebauten Kulturarten. Wegen seiner Größe und Komplexität ist das Erbgut noch nicht komplett entziffert.

Täglich haben wir mit ihnen zu tun: Tensiden, den waschaktiven Substanzen in Kosmetika und Reinigungsmitteln. In der Badewanne sollen sie ordentlich schäumen, im Geschirrspüler jedoch nicht, im Duschbad sollen sie sich angenehm anfühlen und als Kindershampoo nicht in den Augen brennen. Zudem sollen sie möglichst umweltschonend sein.

Trübungsmittel werden in Getränken schon seit langem eingesetzt – etwa in Orangenlimonade oder Bitter Lemon. Das Problem: Die bislang verwendeten Stoffe zur Trübung von Getränken haben oft einen bitteren Eigengeschmack und können nach einer Weile ihre Trübung verlieren. In einem Forschungsprojekt entwickelt ein Team um den Biotechnologen Jürgen Rabenhorst vom Fachbereich Life Science Technologies der Hochschule Ostwestfalen-Lippe (OWL)ein neues natürliches, breit einsetzbares und stabiles Trübungssystem auf Citrusbasis.

Bioreaktoren auf Oberflächen ausdrucken, synthetische Zellen konstruieren oder mithilfe von Mikrokanälen Synthesewege für neue Wirkstoffe zusammenstöpseln. Das sind Visionen für die Biotechnologie der Zukunft, denen sich die großen deutschen Forschungsorganisationen verschrieben haben. Unter dem Dach der BMBF-Initiative „Biotechnologie2020+“ wurden hier millionenschwere Verbundprojekte gestartet.

Fünf bis acht Jahre dauert es bisher, Bioverfahrensprozesse zu entwickeln – eine lange Zeit verglichen mit anderen industriellen Produktionsverfahren. Dabei sind Bioprozesse nachhaltig und ressourcenschonend, und auf dem Vormarsch: Experten vermuten, dass in 20 Jahren sogar ein Drittel der weltweiten Produktion aus biotechnologischen Prozessen stammen wird. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) will diese Entwicklung vorantreiben.