Biotechnologie/Systembiologie

Um die wachsende Bevölkerung auch in 20 Jahren noch ernähren zu können, suchen Forschende seit langem nach Alternativen zu bestehenden Produktionsmethoden. Eine vielversprechende Option könnte Laborfleisch sein. Dafür werden einem Rind oder Schwein Muskelstammzellen entnommen und mithilfe von Zell- und Gewebekulturtechniken vermehrt. Während in Singapur die ersten Chicken-Nuggets aus dem Labor längst zugelassen sind, ist der Verzehr von zellbasiertem Fleisch hierzulande noch nicht gestattet.
 

Wasserstoff soll ein wichtiger Energieträger der Energiewende werden, wo batterieelektrische Mobilitätslösungen nicht möglich sind oder Heizwärme nicht anders bereitgestellt werden kann. Nachhaltig ist dieser Ansatz jedoch nur, wenn der Wasserstoff klimaneutral erzeugt wird. Ein Konzept und die technischen Verfahren, wie die Region Schwarzwald mit Biowasserstoff versorgt werden könnte, entwickelt dazu der Forschungsverbund „H2Wood – BlackForest“.

Chitin ist nach Cellulose das zweithäufigste Polysaccharid der Erde und ein Hauptbestandteil im Panzer vieler Insekten wie etwa Käfer und Fliegen. Das Biopolymer wird häufig als Ausgangsstoff für die technische Herstellung von Chitosan verwendet, das wiederum zur Her­stellung von Fasern, Schaumstoffen oder Folien genutzt wird. Wegen seiner strukturgebenden und biokompatiblen Eigenschaften ist es aber vor allem für Medizin­produkte interessant – etwa für die Nachbildung von Organen oder als Trägermaterial für Medikamente.

Mit der Genschere CRISPR-Cas haben Molekularbiologen seit einigen Jahren ein Werkzeug in der Hand, das gezielte Veränderungen im Erbgut ermöglicht. Gerade für die Pflanzenzüchtung ist das Potenzial enorm. Genetische Informationen wichtiger Kulturpflanzen können so verändert werden, dass sie gegen Schädlinge, Krankheiten oder extreme klimatische Bedingungen resistenter sind. Holger Puchta vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zählt zu den Pionieren weltweit, die erstmals die Genschere CRISPR-Cas bei Pflanzen eingesetzt haben.

Ob Reisstroh, Bananenstämme oder Tomatenpflanzen: Pflanzenreste aus der Landwirtschaft sind für das Hamburger Start-up BIO-LUTIONS der perfekte Rohstoff, um biologisch abbaubare Verpackungen und Einweggeschirr herzustellen. Ein innovatives Upcycling-Verfahren macht es möglich, ungenutzte Agrarreststoffe zu verarbeiten. Bei der Produktion nachhaltiger Lebensmittelverpackungen wird das Clean-Tech-Start-up nun mit dem US-amerikanischen Spezialchemie-Unternehmen Solenis zusammenarbeiten.

Archaeen zählen zu den ältesten Lebewesen der Erde. Die Einzeller sind anspruchslos und leben oft in extremer Umgebung wie etwa in heißen Quellen, Salzseen oder in der Tiefsee. Eine weltweit verbreitete Art, die Ammonium umwandeln kann, haben Forschende nun auch im drittgrößten Binnensee Europas, dem Bodensee, nachgewiesen.

Das Zukunftsforum der DECHEMA ist ein Interessensverbund, in dem sich Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen engagieren. Sie eint das Ziel, die Biotechnologie in all ihrer Vielfalt zu fördern. Seit 2002 veröffentlicht das Zukunftsforum Biotechnologie etwa alle zehn Jahre ein Positionspapier, in dem die Fachleute ausloten, wie sich die Biotechnologie in den nächsten 20 Jahren entwickeln wird.