Biotechnologie 2020+: Designer-Zellen in Serienproduktion

Membrantropfen wie am Fließband beladen, Bio-Strukturen ausdrucken, zellfrei Moleküle produzieren: Der Jahrestreff der Forscher in der Initiative „Biotechnologie 2020+“ am 23. September bot einen Vorgeschmack auf technologische Zukunftstrends in den Life Sciences. Seit 2010 fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Projekte in den vier großen Forschungsorganisationen und an Hochschulen, die sich mit der nächsten Generation biotechnologischer Verfahren beschäftigen.

Wunderweizen: Natürliche Genmutation steigert Ertrag deutlich

Der sogenannte Wunder-Weizen ist ein Phänomen: weil er stark verzweigte Ähren besitzt, bildet er mehr Körner pro Pflanze und der Ertrag ist zwei- bis dreimal größer als bei anderen Sorten. Nun hat ein internationales Forscherteam unter Beteiligung deutscher Pflanzengenetiker die molekularen Ursachen im Erbgut dingfest machen können. Sie stießen auf eine Genmutation, die für die üppige Ährenarchitektur der Pflanze verantwortlich ist. Auch bei der Gerste sorgt das entsprechende Gen für mehr Ertrag.

Studie: Ungesunde Ernährung kostet Milliarden

Die Deutschen essen zu süß, zu salzig und zu fett. Die Folge sind Krankheiten wie Herz-Kreislauf- und Stoffwechselstörungen, Karies aber auch diverse Krebserkrankungen. Forscher der Brain AG und der Universität Halle-Wittenberg haben in einer gemeinsamen Studie erstmals die Kosten solcher ernährungsbedingten Krankheiten analysiert.  Danach muss das deutsche Gesundheitswesen für die Folgen einer ungesunden Ernährung jährlich etwa 17 Milliarden Euro ausgeben.

Forscher bündeln Millionen Lebewesen in Online-Stammbaum

Etwa 2,3 Millionen Lebensformen sind heute bekannt. Dazu zählen Tiere, Pflanzen, Pilze wie auch Bakterien. Sie alle in einem einzigen Stammbaum zu vereinen, scheint eine schier unlösbare Aufgabe. US-Forscher haben sich an dieses Mammut-Projekt gewagt und präsentieren jetzt das Ergebnis. Der "Open Tree of Life"  ist - wie der Name andeutet - ein trotz seines Umfangs -  noch immer unvollständiger Stammbaum, der für Jedermann im Internet zugänglich ist.

Neuer Sensor checkt Feuchtigkeit in Bio-Krusten

Sie sind klein und unscheinbar, aber wahre Überlebenskünstler. Moose, Flechten und Algen – auch biologische Bodenkrusten genannt - überziehen unseren Planeten wie eine zweite Haut und sind unentbehrlich für unser Ökosystem. Der Grund: Sie binden CO2 und Stickstoff und geben das Treibhausgas Lachgas ab. Um den Wechselprozess von Fixieren und Freisetzen untersuchen zu können, muss die Bodenfeuchtigkeit analysiert werden. Bisher fehlte es jedoch an einem geeigneten und vor allem präzisen Messinstrument.

Studie deckt Lücken bei Nutzung von Biomasse auf

Die Energiewende steht seit Jahren auf der Agenda der Bundesregierung. Das Ziel: bis  2050 sollen 1.915 Petajoule (PJ) des gesamten Primärenergieverbrauches aus Biomasse erzeugt werden. Insbesondere biogene Rest- und Abfallstoffe sollen hierfür genutzt werden. Doch noch gibt es ungenutztes Potenzial, wie eine von der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) und dem Deutschen Biomasseforschungszentrum (DBFZ) durchgeführte Meta-Studie zeigt. Danach werden vor allem  Waldrestholz, Stroh sowie Gülle und Mist noch zu selten als Biomasse eingesetzt.

Bienen als Erdbeer-Doktor im Bio-Anbau

Der Grauschimmel-Pilz ist der größte Feind der Erdbeere. Jedes Jahr aufs Neue müssen vor allem Biobauern um die Ernte bangen, weil sie ohne konventionelle Pflanzenschutzmittel  dem Pilzbefall hilflos ausgesetzt sind. Jetzt naht Rettung und zwar aus luftiger Höhe. Bienen könnten zukünftig als so genannte „Flying Doctors“ bei ihrer Nektarsuche gleichzeitig Erdbeerpflanzen mit unschädlichen Pilzsporen bestäuben und sie so vor Schädlingen schützen.

Rettungspaket für chinesische Wüsten-Oase geschnürt

Der Fluss Tarim im Nordwesten Chinas ist nicht nur die Lebensader für rund zehn Millionen Menschen, sondern auch für eine Vielfalt an Pflanzen und Tieren, die sich entlang des Stromes angesiedelt haben - zum Beispiel die seltenen Euphrat-Pappeln. Doch die einzigartige Wüsten-Oase ist gefährdet. Der Grund: durch die künstliche Bewässerung der Baumwollfelder kann sich die natürliche Quelle des Tamir nicht mehr regenerieren und hinterlässt  Bauern zunehmend versalzene Böden.

Knochenkleber: Biopolymere statt Schrauben

Knochenbrüche werden standardmäßig mit Schrauben oder anderen Implantaten fixiert, damit die Knochen zusammenwachsen und schnell wieder belastbar sind. Ist die Verletzung geheilt, werden die Implantate wieder operativ entfernt. Innerhalb des ZIM-Kooperationsnetzwerkes "Bioplastik" haben sich nun vier Unternehmen und zwei universitären Einrichtungen  zusammengetan, um ein alternatives Vorgehen zu entwickeln.

Klimaforschung: Messturm im Regenwald eingeweiht

Ein Jahr nach Baubeginn ist Ende August im brasilianischen Regenwald des Amazonas der Klima-Messturm "Amazonian Tall Tower Observatory" (ATTO) eingeweiht worden. Mithilfe des über 300 Meter hohen Giganen wollen Forscher fortan in luftiger Höhe Klimadaten sammeln und so die Grundlage für verbesserte Klimamodelle liefern. Er soll auch dazu beitragen, die Rolle des Amazonas im weltweiten Klimageschehen besser zu verstehen.