Biotechnologie/Systembiologie

Bioprozess für Pflanzenhormon entwickelt

Wissenschaftlern der Universität Bielefeld ist es erstmals gelungen, 12-Oxophytodiensäure (12-OPDA) enzymatisch herzustellen, eine zentrale Vorstufe des Pflanzenhormons Jasmonsäure. Aus der Säure leiten sich die Jasmonate ab, mittels derer Pflanzen auf Verletzungen reagieren, sich gegenseitig vor Schädlingen warnen oder auch die Fruchtreifung steuern: „Jasmonsäure kann zum Beispiel die Freisetzung von giftigen Stoffen wie Nikotin in den Blättern anstoßen, die den Angreifern schaden“, erläutert der Biologe Karl-Josef Dietz.

Vanille-Aroma aus Lignin

Vanillin gibt der Vanilleschote das charakteristische Aroma. Bei der Lebensmittel- und Parfümherstellung, aber auch in der Arzneimittelproduktion ist er einer der am häufigsten eingesetzten Aromastoffe. Mehrere zehntausend Tonnen werden dafür jährlich verwendet. Bisher wird künstlich erzeugtes Vanillin jedoch aus Erdöl hergestellt, wobei giftige Abfälle entstehen. Forscher der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist es nun gelungen, eine nachhaltige Methode zur Gewinnung des begehrten Aromastoffes zu entwickeln.

Dem Weizen der Zukunft auf der Spur

Von allen Getreidearten liefert Weizen nach Mais die weltweit größten Ernteerträge. Mit 730 Millionen Tonnen im Anbaujahr 2018/19 trägt er in erheblichem Maße dazu bei, die weltweite Ernährung zu sichern. Doch insbesondere klimatische Veränderungen und Extremwetterereignisse sind eine zunehmende Bedrohung für die Ernten. Auch schwinden durch Bodendegradation und -versiegelung Anbauflächen. Schädlingsbefall macht den Pflanzen das Leben zusätzlich schwer.

Vielseitige Verbundwerkstoffe aus Kaffeesatz

Ob zum Frühstück, nach dem Essen oder einfach zwischendurch: Kaffee ist das beliebteste Heißgetränk der Deutschen. Für 72% der Bundesbürger gehört der belebende braune Trunk zum Alltag. 165 Liter Kaffee werden im Schnitt pro Jahr von jedem Einzelnen konsumiert. Der Kaffeesatz, der dabei übrigbleibt, landet jedoch für gewöhnlich im Abfall. Diesen Reststoff als Rohstoffquelle für neue biobasierte Materialien und Produkte zu nutzen, ist mittlerweile zu einem spannenden Forschungsfeld geworden.

Neue mikrobielle Biofabriken erschließen

Mikroben können mehr – unter dieses Motto könnte man die Fördermaßnahme „Mikrobielle Biofabriken für die Industrielle Bioökonomie“ des Bundesforschungsministeriums stellen. Ziel ist es, bislang nicht industriell genutzte Mikroorganismen zu identifizieren und dahingehend zu optimieren, dass neuartige Produkte oder Prozesse möglich werden. Bakterien aus der Gruppe der Bacteroidetes könnten dieses Potenzial besitzen. Das Projekt „BaPro“ will es jetzt erschließen.

Mehr Pflanzenschutz mit Mikrogelen

Der Einsatz von Pestiziden in der Landwirtschaft ist seit langem umstritten, denn sie sind Segen und Fluch zugleich. Zum einen schützen sie Pflanzen vor Schädlingen und Krankheiten, schaden zum anderen aber nachweislich der Umwelt: Böden werden vergiftet und die Artenvielfalt wird dezimiert. Tatsache ist: Infolge des Klimawandels werden Pflanzen für Schädlinge noch anfälliger, was den Einsatz von Pestiziden weiter in die Höhe treibt. Fakt ist aber auch: Pflanzenschutzmittel sind teils unerlässlich, um die Ernährung der Weltbevölkerung auch in Zukunft zu sichern.

Neue Impulse für die Elektrobiotechnologie

In der Elektrobiotechnologie untersuchen Forscherteams seit Längerem, wie sich elektrischer Strom aus mikrobiellen Stoffwechselprozessen nutzen lässt. Es ist aber auch denkbar, diesen Strom für die biotechnologische Produktion von sauerstoffsensiblen Enzymen oder Biochemikalien zu nutzen. Der Schlüssel liegt darin, den Sauerstoff aus dem bakteriellen Stoffwechsel zu entfernen. Die Biochemikerin Miriam Agler-Rosenbaum von der Universität Jena erforscht in dem Projekt „e-MICROBe“, wie das gelingen kann.

Aus Pilzen Häuser bauen

Pilze werden in der Regel gegessen oder bei der Herstellung von Käse oder Bier genutzt. Für Vera Meyer sind sie jedoch mehr als nur Lebensmittel. Als Biotechnologin und Künstlerin weiß sie um die Vielfalt der Spezies und deren Potenzial, vor allem für die Bioökonomie. Denn aus Pilzen lassen sich nicht nur neue Verbundwerkstoffe und Verpackungen herstellen, sondern auch Kleidung, Möbel und Baustoffe. Ihre Vision vom Wohnen in Pilzhäusern treibt Meyer nicht nur als Forscherin an.

Der Brandpilzflüsterer

Pflanzenschädlinge sind für Landwirte von jeher eine Plage. Zu den gefährlichsten Parasiten gehören Brandpilze, die bevorzugt Nahrungspflanzen wie Getreide oder Mais befallen. Sie greifen das Innere der Pfanzenzellen an und blockieren die Abwehrkräfte. Bei der Wahl der Wirtspflanze sind diese Erreger jedoch sehr wählerisch und daher auch schwer zu bekämpfen. Der Jenaer Genetiker Jan Schirawski hat sich auf das Erbgut von Brandpilzen spezialisiert.

Biotechnologie/Systembiologie abonnieren