Chemie

Die Synthetische Biologie zielt darauf ab, komplexe biologische Prozesse im Labor gezielt zu entwerfen, nachzubauen oder zu verändern. Einer der wichtigsten biologischen Prozesse ist die Photosythese.

Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze sind Meister der Stoffumwandlung und seit jeher wichtige Werkzeuge der Biotechnologie. Mit ihrer Hilfe lassen sich Materialien produzieren, die von Natur aus biobasiert und biologisch abbaubar sind – beispielsweise Biokunststoffe. Das Problem: Nicht alle Bakterien, die für die Biotechnologie interessant sind, bringen die gewünschte Leistung, denn sie lassen sich nur schwer bändigen.

Weltweit tüfteln Forschende und Unternehmen an Methoden, um das klimaschädliche Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu binden. Eine Möglichkeit ist der Einsatz von Pflanzenkohle in der Landwirtschaft. Sie besteht entweder aus Pflanzen- oder Holzresten, die im sogenannten Pyrolyseverfahren bei Temperaturen von mehr als 450 Grad unter Ausschluss von Sauerstoff verkohlt werden. Diese verkohlte Biomasse kann nicht nur Kohlenstoff dauerhaft speichern, sondern auch Nährstoffe und Wasser binden.

Selbst in entlegenen Teilen der Welt wie in der Arktis finden Forschende mittlerweile Mikroplastikteilchen. Die winzigen Plastikpartikel treiben aber nicht nur im Wasser und werden Meerestieren und Ökosystemen zum Verhängnis. Wind und Wellen sorgen dafür, dass die Teilchen in die Atmosphäre gelangen, wie die Studie eines deutsch-norwegischen Forschungsteams beweist.  

Blattflöhe sind für Obstbauern ein Graus. Diese sogenannten Psylliden stechen mit ihren saugenden Mundwerkzeugen die Pflanze an und saugen den Pflanzensaft aus. Auf diese Weise verursachen die parasitischen Blattflöhe mitunter hohe Ernteverluste. Mithilfe chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel versuchen Obstbauern bisher, den Schädling zu bekämpfen.

Sieben Jahre ist es her, dass Chemiker der Universität Konstanz eine völlig neue Kunststoff-Klasse präsentierten, die in ihrer Struktur Biomaterialien ähnelt. Bei dem sogenannten Mineralkunststoff handelte es sich um ein Hydrogel, das aus Nanopartikeln von Kalziumkarbonat (Kalk) besteht, die durch Polyacrylsäure in Wasser vernetzt werden. Das besondere an dem neuen Kunststoff: Für die Herstellung wird kaum Energie verbraucht, da Raumtemperatur ausreicht. Zudem besitzt er selbstheilende Kräfte und ist gut recycelbar.

Die EU-Kommission möchte die Gentechnik-Gesetzgebung reformieren und die Auflagen für den Umgang mit genom-editierten Nutzpflanzen lockern. Die Initiative der EU-Kommission ist eine Antwort auf ein Urteil des Europäischen Gerichtshofes aus dem Jahr 2018.

Große Freude am Standort Wedding der Technischen Universität Berlin: Für seine wegweisenden Arbeiten in der automatisierten Bioprozessentwicklung wird Professor Peter Neubauer, Leiter des Fachgebiets Bioverfahrenstechnik, vom US-Labortechnologie-Konzern Agilent mit einem renommierten Preis ausgezeichnet – dem Agilent Thought Leader Award. Der mit 1,9 Mio. US-Dollar dotierte Forschungspreis wird an einflussreiche Vordenker in den Bereichen Biowissenschaften, Diagnostik und chemischer Analyse vergeben.

Enzyme bilden den Kern der Biotechnologie. Als Biokatalysatoren sollen sie der chemischen Industrie bei der Abkehr von umweltschädlichen Prozessen helfen und besonders nachhaltige Prozesse ermöglichen. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben die Enzyme nun in eine neue Form gebracht: Als Schäume erweisen sich die Biokatalysatoren als ausgesprochen stabil und aktiv.