Biotechnologie/Systembiologie

Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und Hefen sind die unsichtbaren kleinen Helfer der Bioökonomie. Mit ihrer Hilfe können biologische Ressourcen erschlossen, neue biobasierte Produkte hergestellt und Produktionsprozesse nachhaltiger gemacht werden. Um auf die Mikrobenvielfalt und deren großes Anwendungspotenzial aufmerksam zu machen, wählen die Mitglieder der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) jedes Jahr die Mikrobe des Jahres. In diesem Jahr steht Bacillus subtilis im Rampenlicht.

Biologisch abbaubare Kunststoffe sind oft längst nicht so schnell und einfach aus der Umwelt verschwunden, wie es ihr Name verspricht. Viele Kunststoffe werden nur sehr langsam oder unvollständig von Mikroorganismen zersetzt. Forschende der Universität Bayreuth haben nun einen neuen Ansatz entwickelt, der dieses Problem lindern könnte: Sie integrieren schon bei der Herstellung Enzyme in den Kunststoff, die später in Klär- oder Kompostieranlagen das Material effektiv abbauen.

Pflanzen benötigen Eisen für grundlegende Stoffwechselprozesse wie Photosynthese und Zellatmung. Ungünstige Umweltbedingungen wie Trockenheit setzen Pflanzen unter Stress. Reaktive Metallionen verschärfen den oxidativen, zellschädigenden Stress auf die Pflanzen. Pflanzen müssen daher den Gleichgewichtszustand (Homöostase) der Mikronährstoffe regulieren, auch die von Eisen.

Euglenoide sind vorwiegend in flachen und süßen Gewässern wie Tümpeln und Dorfteichen zu finden, aber auch im Meer oder Brackwasser und sogar in Salzseen. Die außergewöhnlich weite Verbreitung dieser einzelligen Organismen macht sie zu Überlebenskünstlern, die die Forschung weltweit seit langem fasziniert. Von den 1.000 bekannten Arten sind jedoch nur 20 erforscht.

Mit einem Preisgeld von jeweils 2,5 Mio. Euro ehrt die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) jährlich herausragende wissenschaftliche Leistungen auf den verschiedenen Forschungsgebieten. In diesem Jahr geht die begehrte Auszeichnung an vier Wissenschaftlerinnen und sechs Wissenschaftler. Zu den Preisträgerinnen und Preisträgern des Gottfried Wilhelm Leibniz-Preises 2023 gehören auch zwei Wissenschaftlerinnen und ein Wissenschaftler aus der Bioökonomie-Forschung.

Kornkäfter fressen sich in die Getreidehülle, legen im Korn ihre Eier ab und können ganze Ernten im Nachhinein vernichten. Die lichtscheuen Rüsselkäfer sind vor allem in Getreide- und Vorratslagern zu finden. Ist das Erntegut massiv befallen, entstehen „Wärmenester“. Dadurch steigt die Luftfeuchtigkeit und damit auch das Risiko, dass das Getreide von Pilzsporen befallen wird. Fachleute schätzen, dass durch den Schädlingsbefall bei gelagertem Getreide weltweit Schäden in Millionenhöhe entstehen.

Debatten darüber, welche Chancen und Risiken neue genomische Techniken wie CRISPR-Cas9 für die Landwirtschaft haben und wie man sie regulieren sollte, halten seit Jahren an. Einschneidend war das Urteil des Europäischen Gerichtshofs im Sommer 2018. Auch bioökonomie.de berichtet seit Jahren über Dialogveranstaltungen und Positionspapiere zum Thema.

Im Jahr 2020 gab es den Chemie-Nobelpreis für die Entdeckung der Genschere CRISPR/Cas. Für einen Nobelpreis war das recht nah am eigentlichen Zeitpunkt der Entdeckung – ein Zeichen für hohe Relevanz. Die Genschere ermöglicht es, höchst präzise Erbgut zu bearbeiten. Das Potenzial reicht von der Behandlung von Erbkrankheiten bis zur schnellen Anpassung wichtiger Nahrungspflanzen an den Klimawandel. Doch CRISPR ist in der Ursprungsform kein von Menschen erdachtes Verfahren, sondern ein natürlicher Mechanismus.