Biotechnologie/Systembiologie

Neue Enzyme für Kohlenstoffverbindungen

Konventionelle chemische Prozesse sind oft nicht besonders umweltfreundlich: Sie verlaufen bei hohen Temperaturen und Drücken, was viel Energie erfordert. Außerdem fallen meist Neben- oder Abfallprodukte an. Deshalb interessiert sich die Branche zunehmend für biokatalytische Alternativen, die zudem noch weit komplexere Moleküle ermöglichen. Dabei erfolgt die chemische Reaktion mit Hilfe von Enzymen, die hoch spezifisch und unter milden Bedingungen arbeiten.

Bakterielle Gencluster erforschen

Der sogenannte horizontale Gentransfer – der Austausch von Genen ohne Vererbung – ist ein wesentlicher Grund dafür, dass sich Bakterien so schnell an veränderte Umweltbedingungen anpassen können. Das funktioniert auch, wenn die beteiligten Bakterien nur eine geringe evolutionäre Verwandtschaft aufweisen. Selbst mehrere Gene, sogenannte Cluster, die gemeinsam dafür verantwortlich sind, dass ein Organismus ein komplexes Stoffwechselprodukt erzeugen kann, tauschen Bakterien auf diese Weise aus.

Mikroben verwandeln CO2 in Spezialchemie

Langsam wird aus Forschung Anwendung: Seit Jahren arbeiten Wissenschaftler daran, das Treibhausgas Kohlendioxid als Rohstoff für chemische Synthesen zu nutzen. Der Spezialchemiekonzern Evonik und der Anlagenbauer Siemens bringen das Konzept nun einen Schritt näher an die Kommerzialisierung: In Marl geht die Versuchsanlage Rheticus in Phase II und erzeugt künftig aus Kohlendioxid und Wasser die Chemikalien Butanol und Hexanol.

Wenn aus Abgas Rohstoff wird

Um die Erderwärmung einzudämmen, müssen wir unseren CO2-Ausstoß drastisch reduzieren. Das bedeutet vor allem weniger CO2 zu produzieren, aber auch das Treibhausgas wieder zu verwerten. Die Biotechnologie forscht hier an einem originellen Ansatz: Mikroben als Abgasverwerter. Das CO2 aus der Industrie setzen sie zu nachhaltigen Kohlenstoff-Verbindungen um. Im Labor von Johannes Gescher am KIT in Karlsruhe wird so aus Rauchgas Bioplastik. Und am Fraunhofer-Institut IME in Aachen forscht Stefan Jennewein mit anaeroben Bakterien, die aus Synthesegas Flugtreibstoff herstellen.

Stuttgarter Team gewinnt G-BiB-Wettbewerb

Jubel bei Amira Oraby, Fredy-Wsbaldo Baron-Nunez und Thomas Galonska: Gemeinsam mit ihrer Mentorin Susanne Zibek haben die Studierenden des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart das Finale der "Global Biobased Businessplan Competition" (G-BiB) gewonnen. Der Plan, aus nachwachsenden Rohstoffen fermentativ zwei Biotenside zu erzeugen, die es auf dem europäischen Markt noch nicht gibt, überzeugte die Jury.