Biotechnologie/Systembiologie

Enzyme sind in einigen Industriebranchen die heimlichen Stars: So sind die Biokatalysatoren Schlüsselkomponenten heutiger Waschmittel. Das Potenzial von Enzymen noch weiter erschließen will die von dem Monheimer Biotech-Unternehmen Evocatal koordinierte strategische Allianz „Funktionalisierung von Polymeren (FuPol)". Hier sollen innovative Produkte für die Textilwirtschaft sowie für die Bauchemie entstehen. Neu entdeckte Enzyme sollen dafür eingesetzt werden, Naturstoffe oder synthetische Fasern gezielt zu verändern und mit nützlichen Eigenschaften auszustatten.

Klärschlämme, Abwässer und Abfälle – in der Industrie und in Siedlungen fallen riesige Mengen an sogenannten Restströmen an. In ihnen steckt jede Menge Kohlenstoff – bislang wird dieser jedoch kaum genutzt. Dabei ist Kohlenstoff ein elementarer Baustein für Chemikalien. Auf diese Verwertung hat es die strategische Allianz „ZeroCarbonFootprint – ZeroCarbFP" abgesehen.

Bei der Suche nach biokompatiblen Materialien für die Medizin sind Forscher um Werner E.G. Müller von der  Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz in Marinen Schwämme fündig geworden. In den ältesten Tieren der Erde entdeckten sie ein Biosilikat, das sich für neuartige medizinische Beschichtungen nutzen lässt – zum Beispiel für die Zahnmedizin oder bei Knochenimplantaten.

Eine neue Generation von biologisch aktiven Inhaltsstoffen für gesunde Nahrungsmittel und Kosmetikprodukte – darauf hat es die strategische Allianz „Natural Life Excellence Network 2020“ (NatLifE 2020) abgesehen. In dem von der Zwingenberger Brain AG geleiteten Netzwerk haben sich 22 Partner aus Wirtschaft und Hochschulen zusammengetan, um Forschung, Entwicklung und Produktion von natürlichen Inhaltsstoffen voranzutreiben.

Methanol ist eine der wichtigsten Ausgangsstoffe in der chemischen Industrie. Die farblose, leicht entzündbare und nach Alkohol riechende Flüssigkeit ist die Basis für die Herstellung von Farben und Lacke sowie Kraftstoff. Der weltweite Bedarf an Methanol betrug 2015 etwa 65 Millionen Tonnen. Diese Basischemikalie, bestehend aus Kohlenstoffmonoxid, sowie Wasser- und Sauerstoff, basiert jedoch auf endlichen Ressourcen wie Erdöl, Erdgas oder Kohle.

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.