Biotechnologie/Systembiologie

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.

Sie sehen vor, bis 2050 die Vision einer kohlenstoffarmen, ressourceneffizienten Bioökonomie zu realisieren. Der Kohlenstoff-Footprint soll bis dahin um 80% reduziert werden, die Wertschöpfung um 50% steigen.

Der Umsatz mit biobasierten Polymeren ist 2016 von 11 Milliarden Euro im Jahr 2014 auf rund 13 Milliarden Euro gestiegen.

Nachzulesen sind diese und weitere Ergebnisse in der Marktanalyse des nova-Instituts.
Die Studie gibt einen Überblick über den Weltmarkt biobasierter Polymere, mit aktuellen Daten zu Kapazitäten und Anwendungen und enthält außerdem Marktdaten für 2016 sowie eine Prognose bis zum Jahr 2021.