Biotechnologie/Systembiologie

Gartenmöbel aus Teakholz sehen nicht nur edel aus. Das Material lässt sich auch leicht bearbeiten und ist zudem sehr widerstandsfähig. Nicht nur hierzulande ist Teakholz deshalb begehrt: Auch in Afrika, wo der Teakbaum Pterocarpus angolensis beheimatet ist, ist die Nachfrage nach dem Holz groß. Dort wird der Baum zudem in der traditionellen Medizin genutzt. Brandrodungen gefährden jedoch die Nutzung. Hinzu kommt, dass Neuanpflanzungen auf Grund der nährstoffarmen Böden schwierig sind.

Zwölf Jahre nach der Gründung hat BIO.NRW einen neuen Fokus geschaffen: Mit BIO.NRW.eco konzentriert sich das Netzwerk stärker auf die Bioökonomie. „Wir wollen die Bioökonomie in der Region noch stärker sichtbar machen und damit zur Entwicklung der Modellregion Bioökonomie beitragen“, begründet Jasmin Schubert aus der Geschäftsstelle von BIO.NRW die Entwicklung. Mit der zweitägigen Onlinekonferenz „Driving Change“ fand nur die erste Veranstaltung in diesem neuen Schwerpunkt statt.

Viele biotechnologische Prozesse setzen auf die Begasung mit Blasen, um Nährmedien wie Mikroorganismen oder Zellen bei der Kultivierung oder Fermentation mit Sauerstoff zu versorgen. Dabei bilden sich jedoch große Mengen Schaum, die den Prozess stören und Ergebnisse verfälschen können. BioThrust hat dafür eine Lösung gefunden. Das Spin-off der RWTH Aachen hat eine Membrantechnologie zur blasenfreien Begasung von Bioreaktoren entwickelt.

Fast alle Materialien werden heute mit Farben oder Lacken behandelt – zum einen, um deren Optik aufzubessern und zum anderen, um sie vor Korrosion zu schützen. Allerdings sind nur wenige der Anstriche biobasiert.

In der Tierwelt sind spitze Stacheln und scharfe Zähne als Verteidigungsmechanismen weit verbreitet. Doch auch Pflanzen wehren sich gegen Fressfeinde mit stacheligen Haaren. Wie Botaniker der Universität Bonn nun herausfanden, lagern wesentlich mehr Pflanzen das besonders harte und stabile Calciumphosphat zur Abwehr in ihre Haare ein, als zuvor gedacht.

Evonik und Siemens haben ein gemeinsames Forschungsprojekt gestartet, um mithilfe von Bakterien und Strom aus erneuerbaren Quellen das klimaschädliche Kohlendioxid (CO₂) in Spezialchemikalien umzuwandeln. Hierzu erarbeiten rund 20 Wissenschaftler beider Unternehmen für die nächsten zwei Jahre in dem Forschungsprojekt "Rheticus" neue Elektrolyse- und Fermentationsprozesse.

Chirurgische Eingriffe sind für Patienten immer eine Belastung, auch wenn sie erfolgreich verlaufen. Eine Forschungskooperation aus mehreren Firmen mit dem Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. (TITK), die vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird, will nun eine Unannehmlichkeit der Behandlungen beseitigen: Sie arbeiten an Nahtmaterial aus biobasierten Kunststofffasern, das den Patienten mehr Sicherheit und Komfort bieten soll.

Polyethylenterephalat, besser bekannt als PET, ist einer der wichtigsten Kunststoffe weltweit. Nur ein geringer Teil der Produktion findet jedoch später den Weg ins Recycling – weit mehr Material landet in der Umwelt. Bis sich dort beispielsweise eine Flasche aus PET aufgelöst hat, dauert es nach Angaben des Umweltbundesamtes bis zu 450 Jahre. Bereits im Jahr 2016 fanden Forscher erstmals ein Bakterium, das in der Lage ist, den Kunststoff zu zersetzen.

Neue Konzepte zum Anbau von Nahrungsmitteln sind gefragt, um die Ernährung auch in Zukunft zu sichern. Unter dem Begriff „Urban Farming“ haben sich hier Methoden wie „Aquaponik“ als vielversprechende Alternative herausgestellt. Die Kombination von Fischen und Pflanzen, die in einem Kreislaufsystem sich gegenseitig nutzen, um beispielsweise Tomaten und Salat anzubauen, spart nicht nur Ackerflächen, sondern vor allem Düngemittel und Wasser. Das Prinzip: Was die Fische ausscheiden, wird durch Bakterien zu Pflanzendünger aufbereitet.

Spinnenseide ist ein Naturstoff mit herausragenden Eigenschaften. Spinnenseide-Fäden sind hauchdünn aber extrem elastisch und zugleich so zugfest wie Stahl. Die Biotechnologie-Firma AMSilk GmbH aus Martinsried stellt das Material im Bioreaktor her: dafür wurden Bakterien zu winzigen Fabriken für das Spinnenseideprotein umfunktioniert. Mithilfe der Mikrobe Escherichia coli kann der begehrte Eiweißstoff in großen Mengen hergestellt werden.