Biotechnologie/Systembiologie

In der Biotechnologie werden viele Stoffe aus Mikroorganismen als lebende Zellfabriken gewonnen. Um diese Produktionsorganismen auch im industriellen Maßstab so effizient wie möglich zu kultivieren, bedarf es oft langwieriger Versuchsreihen. Ralf Pörtner an der Technischen Universität Hamburg sowie weitere Kollegen aus Industrie und Forschung haben im Rahmen eines Forschungs-Verbundprojektes ein digitales Werkzeug zur Optimierung von biotechnologischen Prozessen entwickelt.

Milch und Milchprodukte wie Käse oder Joghurt gehören zu den Lieblingsnahrungsmitteln der Deutschen und verzeichnen schon seit Jahren ein stetig steigendes Umsatzwachstum. Besonders sogenannte funktionelle Milchprodukte wie verdauungsfördernde Joghurtdrinks oder cholesterinsenkende Brotaufstriche haben in den letzten Jahren den Markt erobert. Doch was steckt wirklich in diesen Produkten, was genau sind die gesundheitsfördernden Bestandteile der Milch und wie kann man diese gezielt nutzen?

Es gibt Forschungsvorhaben, bei denen geht es buchstäblich um die Wurst. Eines davon ist das Projekt „BioPro: Biotechnologische Prozessentwicklung für neuartige Membranen auf Basis Kollagen“. Ein Verbund aus vier Partnern hat darin nach Wegen gesucht, Folien aus Kollagen nachhaltiger und homogener herzustellen, als es mit dem seit 125 Jahren etablierten Standardverfahren möglich ist. Die Praxistauglichkeit überprüfte das Weinheimer Unternehmen NATURIN Viscofan GmbH am Beispiel eines seiner Produkte: einer naturidentischen Hülle für Wurst.

Rund zehn Jahre, von 1990 bis 2000, dauerte das multinationale Forschungsprojekt, das erstmals Referenzdaten zum vollständigen Genom der wichtigsten Modellpflanze, der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) erstellte. Heute kann ein individuelles Genom in wenigen Stunden dechiffriert werden, so rasant hat sich die Molekularbiologie weiterentwickelt. In vielen Fällen ist der Flaschenhals der Genomforschung nicht mehr die chemische Analyse des Erbmaterials, sondern die anschließende Datenverarbeitung und -auswertung.

Wer an Brennstoffzellen denkt, hat nicht unbedingt gleich Bakterien vor Augen. Doch auch die Mikroorganismen benötigen Energie für ihren Stoffwechsel und gewinnen diese durch elektrochemische Prozesse. Überschüssige Elektronen geben die Einzeller dabei an ihre Umwelt ab. Diesen Umstand wollen sich Biotechnologen zunutze machen und damit mikrobielle Brennstoffzellen antreiben.

Vorprozessierte Lebensmittel sollen gesünder werden, das haben sich praktisch alle Hersteller auf die Fahnen geschrieben. Zucker fördert Übergewicht, Salz Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Wenn es darum geht, die Menge dieser Zutaten in einem Produkt zu verringern, senken die Produzenten allerdings in erster Linie die empfohlene Portionsgröße.

Sie sitzen fest verankert am Meeresgrund. Auch die peitschende Brandung an den Küsten kann ihnen wenig anhaben – Miesmuscheln. Das Geheimnis ihrer Widerstandfähigkeit liegt in den Füßen: Die Schalentiere stellen dort ein Protein her, das unter Wasser so gut klebt wie kein anderes Material. Egal ob Stein, Metall oder Kunststoff, der Muschelkleber haftet enorm effizient auf den unterschiedlichsten Oberflächen.