Biotechnologie/Systembiologie

Ohne Schmierstoffe funktioniert keine Anlage und läuft kein Motor. Vor allem die metallverarbeitende Branche ist auf die fettigen oder öligen Mittel angewiesen. Die Mehrheit der Schmierstoffe besteht allerdings aus Mineralölen fossilen Ursprungs. Doch auch Bio-Schmiermittel aus Sonnenblumen- oder Rapspflanzen drängen auf den Markt. Sie können durchaus mit dem erdölbasierten Konkurrenten mithalten. Noch sind sie jedoch Nischenprodukte. Das Problem: Bio-Schmierstoffe sind meist teurer.

Regelmäßiges Händewaschen ist der beste Schutz vor grassierenden Krankheitserregern. Doch Experten warnen vor einer übertriebenen Sauberkeit. Der Grund: bei einer aggressiven Reinigung werden nicht nur die unerwünschten Keime weggeschrubbt, sondern auch die guten Bakterien, die für eine gesunde Hautflora sorgen. „Wenn man sie zerstört, schafft man Platz für pathogene Stämme, die sich auf der Haut einnisten und zu Entzündungen führen können“, sagt Detlef Goelling, Forschungs- und Entwicklungsleiter bei der Berliner Organobalance GmbH.

Insekten, Würmer oder Krabben sind in vielen Ländern längst eine Delikatesse. Auch hierzulande werden diese Tiere wegen ihres hohen Proteingehalts als gesunde Nahrungsquelle für Mensch und Tier geschätzt. Auf den Speisenkarten einheimischer Restaurants sind sie zwar weiterhin eine Seltenheit, bei Forschern hingegen stehen sie hoch im Kurs. Der Grund: Die Schalen enthalten das nach Cellulose zweithäufigste Polysaccharid der Erde, das Chitin.

Die Entwicklung von Nutzpflanzen, die künftigen Anforderungen gewachsen sind, verlangt nach innovativen Forschungsansätzen. Die wachsende Weltbevölkerung und der Klimawandel lassen Forscher mit Hochdruck nach Möglichkeiten suchen, um die Ernährung der Menschen abzusichern. Das Wissen um die Genomsequenz bedeutender Nutzpflanzen ist eine wichtige Basis für die Züchtung neuer Sorten, mit denen sich auch bei schwankender Witterung stabile Ernten einfahren lassen und die gegen Krankheiten und Schädlinge gewappnet sind.

Zellen sind die lebenden Wirkstofffabriken der Pharmaindustrie. Auf ihrer Basis werden Biopharmazeutika wie Antikörper zur Behandlung von Krebs oder Rheuma produziert. Ausgangspunkt für eine solche Produktion ist die Entwicklung einer zuverlässigen und stabilen Produktionszelllinie. Zellen eines Produktionsorganismus werden dazu im Labor gentechnisch verändert und danach die Zellen mit den gewünschten Eigenschaften ausgewählt. Sie werden vereinzelt und dann vermehrt.

Die Tomate zählt zu den wichtigsten Gemüsen. Von der Cherryrispe bis zum wulstigen Cœur de Bœuf gibt es eine riesige Vielfalt an Sorten. Viele der im Supermarkt erhältlichen Tomaten entstammen heute bereits einem beschleunigten Züchtungsverfahren, dem sogenannten Smart Breeding. Diese Technik stützt sich auf Erbgutanalysen und der Existenz von molekularen Markern im Genom einer Pflanze. Wie Smart Breeding funktioniert, erklärt dieses Video.

Ob in Farben, Kleidung, Baustoffen, Kosmetikartikeln oder Medikamenten: Nanopartikel sind in unzähligen Produkten enthalten. Neben Nanoteilchen, die  in der Natur vorkommen, lassen sich viele heute synthetisch herstellen und so gezielt in der Industrie einsetzen. Aufgrund ihrer „Größe“ haben die winzigen Partikel andere physika­lische oder chemische Eigenschaften als größere Teilchen aus dem gleichen Stoff. Sie reagieren schneller und stärker und haben vergrößerte Oberflächen, die mehr Platz für Wirkstoffe oder andere funktionelle Substanzen bieten.

Sei es im Lebensmittelbereich, bei Möbeln oder Baumaterial: Viele Kunden achten immer mehr auf Nachhaltigkeit bei neuen Produkten. Und tatsächlich stehen biobasierte Materialien den Eigenschaften erdölbasierter Kunststoffe in kaum noch etwas nach. Dafür sorgen unter anderem Patrick Hirsch und Kollegen am Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle.

Trinkwasser ist ein Naturprodukt und wird zu 80 Prozent aus Grund- und Quellwasser gewonnen. An die Qualität des Trinkwassers werden hohe Anforderungen gestellt. Feinmaschige Analysen geben Auskunft über die Wasserqualität und verraten, ob die Infrastruktur der Wasserversorgung einwandfrei funktioniert. Für die Wasserbetriebe wird es zudem immer wichtiger, die eigenen Wassereinzugsgebiete genau zu kennen, um darin etwa Schutzgebiete exakt definieren und abgrenzen zu können. Die neue EU-Trinkwasserrichtlinie setzt zudem auf die Risikobewertung der Fördergebiete.

Die Aufreinigung von Proteinen ist ein aufwendiger, aber notwendiger Schritt in biotechnologischen Produktionsprozessen. Hier wurde in den vergangenen Jahren eine Trennmethode eingeführt, die sowohl einen hohen Reinheitsgrad als auch eine optimale Proteinausbeute verspricht: die Membranadsorber-Technologie. Das Prinzip: Auf einer Membran aus organischem Polymer wie Cellulose oder Polyethylen befinden sich chemische Substanzen, mit denen die produzierten Proteine interagieren und so aus dem Kulturmedium gefiltert werden.