Biotechnologie/Systembiologie

Der Bausektor steht vor der Herausforderung, CO₂-Emissionen und Ressourcen einzusparen. Dies betrifft sowohl den Neubau als auch die Sanierung von Altbauten. So werden Risse im Beton bisher mit kunststoffmodifizierten Materialien wie Epoxidharz geschlossen. Es geht aber auch nachhaltiger, mit Hilfe spezieller Mikroorganismen. Mikroben der Art Sporosarcina pasteurii haben das Talent, Risse und Poren im Beton unter bestimmten Bedingungen zu verschließen und so Bauwerke vor weiteren Schäden zu schützen.

Weichmacher sind in vielen Kunststoffen enthalten und basieren auf Erdöl. Die bisher besonders häufig verwendeten Phthalate stehen jedoch nicht nur wegen ihrer umweltschädigenden Wirkung in der Kritik. Die giftigen Stoffe gefährden auch die Gesundheit.

Der Europäische Forschungsrat (ERC) ist die wichtigste europäische Förderorganisation für exzellente Pionierforschung. Zu den begehrten Förderformaten zählen die Consolidator Grants, die sich an herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Mitte ihrer Laufbahn richten. Sie werden damit über fünf Jahre lang mit bis zu 2 Mio. Euro unterstützt, um ihre unabhängigen Forschungsteams zu konsolidieren und Forschung in ihren Fachdisziplinen zu betreiben.

Grüner Wasserstoff soll ein zentraler Energieträger in einer CO₂-neutralen Wirtschaft werden. Neben elektrochemischen Verfahren mit Ökostrom gibt es auch biotechnologische Ansätze, um derartigen Wasserstoff herzustellen. So können bestimmte Enzyme mit geringem Energieeinsatz Wasserstoff erzeugen. Besonders effizient sind darin sogenannte Hydrogenasen der Zwei-Eisen-Typ- [FeFe]-Hydrogenasen.

Als eines der ersten Bundesländer hat der Freistaat Bayern im November 2020 eine eigene Bioökonomiestrategie mit Maßnahmen für eine nachhaltige, biobasierte Wirtschaft auf den Weg gebracht.

Anders als Mensch und Tier können Pflanzen Stress durch Hitze oder Trockenheit nicht ausweichen. Sie sind fest mit dem Boden verwurzelt und müssen sich an die Standortbedingungen anpassen. Obwohl Pflanzen im Laufe der Evolution Mechanismen entwickelt haben, die es ihnen ermöglichen, unter Stressbedingungen zu überleben, leiden heute viele Pflanzen unter den Umwelteinflüssen.

Nützlich und zerstörerisch zugleich – so ließe sich der Effekt von Plasmen auf Biokatalysen beschreiben. Ein Plasma ist ein energiereiches Gas. Es kann wichtige Verbindungen zu einer Reaktion beisteuern, etwa Wasserstoffperoxid. Doch Enzyme werden durch den Kontakt mit Plasmen schnell inaktiviert. Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben deshalb einen Prozess erdacht, der Enzyme während eine Biokatalyse mit Plasmen vor deren schädigenden Einflüssen schützt.

Eine nachhaltige Bioökonomie kann angesichts globaler Herausforderungen, Märkte und Handelsbeziehungen nur durch internationale Zusammenarbeit gelingen. Im Jahr 2012 startete das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Initiative „Bioökonomie International“, im Jahr darauf starteten die ersten Projekte. Es werden Forschungsallianzen von deutschen Akteuren mit Partnern aus Nicht-EU-Ländern unterstützt. Das Ziel: die Forschungszusammenarbeit mit den weltweit Besten stärken und internationale Innovationspotenziale erschließen.

Mikroorganismen sind wichtige Proteinfabriken, die tierisches Eiweiß ersetzen und so zu einer nachhaltigen Ernährung beitragen können. Das Food-Tech-Start-up MicroHarvest nutzt diese mikrobiellen Helfer, um neue, gesunde und nachhaltige Proteinzutaten herzustellen. Zwei Jahre nach der Gründung des Hamburger Biotechnologie-Unternehmens wurde am 16. November die erste Pilotanlage in Lissabon eröffnet.