Biotechnologie/Systembiologie

In der holzverarbeitenden Industrie fallen große Mengen Holzabfälle an, die bisher entweder kostenintensiv entsorgt oder energetisch genutzt werden. So darf mit Holzschutzmitteln behandeltes Altholz derzeit nur in speziellen Großkraftwerken verbrannt werden, da die Abluft von den gesundheitsschädlichen Substanzen gereinigt werden muss. Im Projekt „H2Wood – BlackForest“ haben Fraunhofer-Forschende und ihre Partner für die stark von Holzverarbeitung geprägte Region Schwarzwald nun gezielt nach alternativen Nutzungsmöglichkeiten für Holzabfälle gesucht. 

Der Bodenpilz Mortierella alpina ist in der Biotechnologie kein Unbekannter: Er wird bereits genutzt, um langkettige Fettsäuren herzustellen, die als Nahrungsergänzung beispielsweise für Babynahrung dient. Jenaer Forschende berichten nun, dass der Bodenpilz auch der Schlüssel zu einer nachhaltigen Landwirtschaft sein könnte.

Kollagen ist ein Strukturprotein, das für starke Knochen und Gelenke und straffe Haut sorgt. Das Eiweiß wird vom Körper selbst gebildet, allerdings nimmt die Kollagenproduktion mit zunehmenden Alter ab. Zwar gibt es Kollagenpräparate, die den Mangel ausgleichen sollen. Das in Pulvern, Kapseln oder Cremes enthaltene Eiweiß stammt jedoch häufig aus der Haut von Tieren wie Rindern und Schweinen. Das Berliner Biotechnologieunternehmen Cambrium zeigt, dass es auch anders geht.

Fisch zählt zu den beliebtesten Nahrungsmitteln in Deutschland. Um die große Nachfrage zu bedienen und eine Überfischung zu vermeiden, werden Fische wie Lachs und Forelle häufig in Aquakulturen gezüchtet. Für die Aufzucht werden jedoch enorme Mengen an Wildbeständen zu Fischmehl und -öl verarbeitet und dem Futter beigemischt. Auf diese Weise werden die Zuchtfische mit den lebenswichtigen und mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren wie Docosahexaensäure (DHA) versorgt, die für eine gesunde Ernährung essenziell sind.

Holz ist ein vielseitiger und begehrter Rohstoff in Deutschland und muss aufgrund der hohen Nachfrage in großen Mengen importiert werden. Eine Alternative zum Holz könnten Pflanzen aus Paludikultur sein, da Moorpflanzen ebenfalls wichtige Holzbestandteile wie Zellulose und Lignin enthalten. Für Baustoffe, Viehfutter und Nahrungsmittel werden Schilfrohr oder Torfmoose bereits eingesetzt. Nun könnte auch die Papierindustrie von Moorpflanzen als Holzersatzstoff profitieren.

Humus ist bekanntermaßen gut für den Boden. Das komplexe Gemisch aus organischen Stoffen, wie abgestorbene Tier- und Pflanzenreste, dient Pflanzen und Bodenmikroben gleichermaßen als Nahrungsquelle und ist damit ein Treiben für das Pflanzenwachstum und die Bodengesundheit. Hier sind es vor allem die im Humus enthaltenen Huminstoffe, die dafür sorgen, dass Feuchtigkeit und Nährstoffe im Boden gebunden werden, Mikroben-Biomasse in nährstoffreiche Biostimulanzien umwandeln und diese für Pflanzen verfügbar machen können. In der Praxis sieht es jedoch oft anders aus.

Corynebacterium glutamicum ist der sogenannte hidden champion unter den Bakterien. Im Vergleich zu den Laktobazillen, die als Milchsäurebakterium bekannt sind, erfährt das „Keulenbakterium“ weniger Aufmerksamkeit.

Biobasierte Materialien bieten viel Potenzial als Grundstoffe für die Industrie, insbesondere für die Herstellung vielseitiger Kunststoffe. Ein neu gestartetes EU-Projekt verfolgt das Ziel, diese Kunststoffe mithilfe von Bakterien aus Holzresten zu produzieren. Im Fokus des Projekts „BIOPYRANIA“ stehen Pyrazin-basierte Kunststoffe. Das Forschungskonsortium wird im Rahmen des EU-Programms Horizon Europe 2021-2027 mit rund 5 Mio. Euro gefördert. In neun europäischen Ländern sind 13 Firmen und Forschungseinrichtungen beteiligt.