Biotechnologie/Systembiologie

Was die Spezifität von Synthesen betrifft, sind Enzyme ungeschlagen: Die in allen lebenden Zellen vorhandenen Katalysatoren können komplexe Moleküle erzeugen und das meist ohne unerwünschte Nebenreaktionen. Das haben sie der chemischen Synthese voraus, die zwar hohe Ausbeuten erzielen kann, aber neben energieintensiven Reaktionsbedingungen häufig auch problematische Nebenprodukte mit sich bringt. Eine Forschungsgruppe am Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock (LIKAT) möchte die Vorteile beider Welten verbinden.

Die Forschung in der industriellen Biotechnologie in Deutschland auf internationalem Spitzenniveau weiterentwickeln – das ist das erklärte Ziel des Chemiekonzerns Wacker und der Technischen Universität München (TUM). Dazu haben beide Partner jetzt das „TUM WACKER Institute for Industrial Biotechnology“ gegründet. Bereits zum kommenden Wintersemester soll das Institut die Arbeit aufnehmen. Wacker fördert die dortige Forschung mit 6 Mio. Euro verteilt über sechs Jahre.

Die Fleischwurst hat Konkurrenz bekommen. Pflanzliche Alternativen aus Soja, Erbsen oder Lupinen haben längst die Regale im Supermarkt erobert. Doch der pflanzenbasierte Wurstersatz unterscheidet sich noch immer stark von der Fleischwurst. Was fehlt ist unter anderem der richtige Knack beim Reinbeißen. Forschende vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz haben nun einen Weg gefunden, wie man das Mundgefühl so verbessern kann, dass vegetarische und vegane Würste dem tierischen Original noch mehr gleichen.

Lavendelfelder sind ein Markenzeichen der Provence. Die blau- und violette Blütenpracht im Juli und August ist aber nicht nur schön anzusehen. Der Duft lockt gleichfalls Bienen und Schmetterlinge an, die sich an dem süßen Nektar laben. Wegen ihrer ätherischen Öle wird die Pflanze seit Jahrhunderten auch als Heilmittel geschätzt und bis heute zur Herstellung von Arznei und vor allem Naturkosmetik genutzt. Ein Forschungsteam will den Lavendelanbau nun auf der Schwäbischen Alb etablieren, um daraus Rohstoffe für die Bioökonomie zu gewinnen.

Die Medizin setzt von jeher auf die Heilkräfte der Natur. Pflanzenbasierte Wirkstoffe sind daher sowohl für die Pharma- als auch für die Kosmetikindustrie ein begehrter Rohstoff. Die Gewinnung der wertvollen Substanzen aus Arzneipflanzen wie Thymian und Kamille unterliegt jedoch natürlichen Schwankungen, sodass der Wirkstoffgehalt variiert. Hinzu kommt, dass Klimawandel und karge Böden die Konzentrationen der begehrten Inhaltsstoffe zusätzlich verringern und somit die Qualität des konventionell gewonnenen ätherischen Öls sinkt.

Die Nutzung hochwertiger Nebenprodukte aus der lokalen Agrar- und Lebensmittelindustrie und die damit verbundene Rückführung wertvoller Nährstoffe in die Lebensmittelwirtschaft sind integrale Bestandteile der Strategie von Mushlabs. Das Start-up ist eines der ersten Biotech-Unternehmen weltweit, das Nebenprodukte für die Flüssigfermentation von Myzel aus Speisepilzen verwenden wird. Bereits im Jahr 2019 war der Venture-Arm von Bitburger, Bitburger Ventures, bei Mushlabs eingestiegen. Nun startet eine Zusammenarbeit auf Produktionsebene.

Manche Revolution bahnt sich langsam an. So wie die Forschungsarbeit der französischen Carbios, die zehn Jahre ihre Idee verfolgte, ein Polyethylen-(PET)abbauendes Enzym zu entwickeln. Bereits 2013, nur zwei Jahre nach Gründung, gelang dem Biochemie-Unternehmen der Sprung an die europäische Börse Euronext. Seither reihten sich einige Industriepartnerschaften aneinander.

Die Bauwirtschaft ist mit 38% für einen Großteil der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Da die Nachfrage nach Wohnraum steigt, sind nachhaltige Baustoffe dringend gefragt, um Umwelt und Klima nicht weiter zu belasten. Mit der Entwicklung eines Verfahrens, mit dem sich zahlreiche Produkte aus Hanf, Flachs und Popcorngranulat herstellen lassen, haben Forschende der Universität Göttingen auch für den Trockenbau eine ökologische Alternative parat.

Ob als Speisepilz oder zur Herstellung von Arzneimitteln und Kosmetika: Die Nachfrage nach Kulturpilzen steigt seit Jahren und damit auch der Bedarf an Kultursubstraten und Abdeckerden. Das Problem: Kulturpilze wie Champignon, Mandelpilz oder Seitling wachsen auf Kompost- und Pferdemistsubstraten, die mit einer torfhaltigen Schicht abgedeckt werden. Für den Torfabbau werden jedoch Moore zerstört und damit wichtige CO₂-Speicher. Das soll sich ändern.

Strychnin fasziniert Chemiker und Krimifans gleichermaßen: Letztere kennen den Stoff als pflanzliches Gift, beispielsweise aus Agatha-Christie-Romanen. Erstere sind seit der Aufklärung der chemischen Struktur 1946 von dessen Komplexität begeistert. Zwar gelang in der Folge die chemische Synthese, doch es blieb bis heute unklar, wie Pflanzen diesen Naturstoff bilden. Einem Forschungsteam am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena ist es nun jedoch gelungen, den Biosyntheseweg von Strychnin am Beispiel des Brechnussbaums aufzuklären.