Biotechnologie/Systembiologie

Zukunftskonzepte für die globale Ernährung

Mit der „World Food Convention“ hat der Berliner Tagesspiegel vor zwei Jahren ein Kongressformat geschaffen, um in der Hauptstadt mit Akteuren aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft eines der drängendsten Probleme unserer Zeit zu diskutieren: die Zukunft unser Ernährung in einer Welt mit neun Milliarden Menschen. Zur dritten Ausgabe der World Food Convention am 7. Mai waren 700 Gäste in die Bolle-Säle nach Berlin-Moabit gekommen.

Zuverlässiges Update für Bakterien

Fundamentale Prinzipien aus Biologie und Elektrotechnik miteinander kombinieren. Was auf den ersten Blick abwegig erscheint, ist für die Arbeit von Heinz Koeppl charakteristisch. Der gebürtige Österreicher bewegt sich seit Jahren auf dem noch jungen Forschungsfeld der Synthetischen Biologie, das diese Schnittstelle bedient. Er ist überzeugt, dass die Konstruktionsprinzipien der Ingenieurswissenschaftler auch auf biologische Systeme wie Zellen übertragbar sind.

Einzelzellen sanft auswählen und drucken

Der Begriff des Druckens hat spätestens durch den 3D-Druck eine Revolution erfahren. Der Name „Einzelzelldrucker“ kann allerdings selbst heute noch erstaunen und die Phantasie anregen. „Eigentlich werden die Zellen dabei eher abgelegt“, relativiert Lena Lautscham von cytena. Der Name des Verfahrens gehe zurück auf die Ähnlichkeit zu einem Inkjet-Drucker. Was in dem Projekt „Mono-cy-clone“, das die Physikerin Lautscham geleitet hat, entwickelt worden ist, kann die Arbeit in Biopharmazeutik und Molekularbiologie sehr erleichtern.

Wie ein Enzym PET zerlegt

Jedes Jahr fallen in Deutschland Millionen Tonnen Kunststoffabfälle an. Nur ein Bruchteil wird recycelt, das Meiste verbrannt. Dadurch gehen wichtige Rohstoffe verloren, die sinnvoll wiederverwendet werden könnten. Einen wichtigen Schritt hin zum nachhaltigen Recyclingkreislauf haben Forscher der Universität Greifswald und des Helmholtz-Zentrums Berlin gemacht.

Biotech-Branche gespannt auf die Bio-Agenda

Der Begriff „Biotechnologie“ feiert in diesem Jahr seinen Hundertsten: 1919 erschien die deutsche Fassung des Buches „Biotechnologie der Fleisch-, Fett- und Milcherzeugung im landwirtschaftlichen Großbetriebe“, in dem der Agraringenieur Karl Ereky erstmals das Wort prägte. Ganz so alt sind die Deutschen Biotechnologietage noch nicht. Erstmals wurde dieses Forum im Jahr 2010 ausgerichtet, mittlerweile hat sich die Konferenz als wichtigster Treff für Unternehmer der Biotech-Branche etabliert.

Designer-Fabrik fürs Zellinnere

Der genetische Code kodiert für 20 Aminosäuren. Diese Moleküle bilden – bis auf wenige Ergänzungen – die Bausteine für alle Proteine in lebenden Zellen. Im Forschungsfeld der Synthetische Biologie haben Biotechnologen jedoch inzwischen mehr als 300 Aminosäuren entwickelt, mit denen Dinge möglich sind, die über die natürlichen Möglichkeiten der Zellen hinaus gehen.

Stärke-Alternative aus Mikroalgen

Stärke ist ein wichtiger Rohstoff. Er wird von Pflanzen erzeugt und ist erneuerbar. Dennoch gibt es ein Problem: „Da Stärke aus Kulturpflanzen wie Kartoffeln, Mais oder Getreide gewonnen wird, gibt es den Konflikt zwischen Teller und Tank. Wenn man aus Stärke Kunststoffe oder Energieträger herstellt, greift man notwendigerweise auf Nahrungsquellen zurück“, erklärt Christian Wilhelm, Biologe an der Universität Leipzig. Angesichts der Ernährungsunsicherheiten habe eine stärkebasierte Biotechnologie keine nachhaltige Zukunft.

DFG setzt auf Elektro-Biotechnologie

Die Schwerpunktprogramme (SPP) der DFG sind so etwas wie ein Seismogramm für die derzeit wohl spannendsten Zukunftsfelder in der akademischen Grundlagenforschung. Im Rahmen eines SPP werden stark interdisziplinär geprägte Forschungsverbünde gebildet, die aktuelle Fragestellungen bearbeiten und innovative Methoden anwenden. Die Beschäftigung mit originellen Themen wird durch ortsübergreifende Zusammenarbeit in einem Netzwerk erreicht. Bis zu 30 Einzelprojekte können Teil eines SPP sein.

Bakterien stellen Antibiotika-Mix her

Die Bekämpfung bakterieller Infektionskrankheiten ist weltweit ein drängendes Problem. Durch die Zunahme von antibiotikaresistenten Erregern haben viele gängige Präparate ihre Wirkung verloren. So zählen nach Einschätzung der Weltgesundheitsorganisation WHO Antibiotika-Resistenzen zu den „größten Gefahren für die menschliche Gesundheit“. Auf der Suche nach Alternativen zu gängigen Wirkstoffen ist das Abwehrarsenal von Bakterien eine wertvolle Quelle. Um sich gegen konkurrierende Mikroorganismen zur Wehr zu setzen, wenden Bakterien vielfältige Strategien an.

Ein Werkzeugkasten für Biokatalysen

Mildere Reaktionsbedingungen, günstige Substrate und weniger unerwünschte Nebenprodukte: Es gibt viele Gründe, weshalb die chemische Industrie zunehmend traditionelle chemische Synthesewege durch biotechnologische Produktionsverfahren ersetzen will, bei denen Enzyme als Katalysatoren fungieren. Möglich wird das, weil eine Vielzahl der chemischen Verbindungen, die industriell benötigt werden, auch natürlicherweise in lebenden Zellen vorkommen. Doch welches Enzym ist für die jeweilige Anwendung das richtige?

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