Polyesterfabrik Bakterie - die preiswerte Bio-Kunststoffalternative?

Alternative Polymere aus Milchsäure oder Stärke, wie sie derzeit im Kasseler Modellversuch getestet werden, lassen sich zwar erfolgreich kompostieren, bieten jedoch mit einem bis zu vier Mal höheren Preis eine deutliche Annahmeschwelle.

Jüngste Veröffentlichungen diverser Polymer-Forschungsinstitute, die nahezu überall vorkommende Bakterien als Polyesterfabrikanten heranzüchten, lassen daher aufhorchen. So erklärt Professor Alexander Steinbüchel vom Institut für Mikrobiologie der Uni Münster: „So wie Pflanzen und Tiere Fette oder Glykogen speichern, können viele Mikroorganismen diese Polyester akkumulieren.“ Hierfür brauchen sie lediglich einen Überschuss an Kohlenstoff, den die Organismen dann als Polymerspeicher (sog. „Grana“) anlegen. „Der Speicherstoff kann einen Anteil an der gesamten Zelltrockenmasse von 90% haben“, weiß der Wissenschaftler zu berichten, der mit seinem Team noch an einer Strategie tüftelt, um das Kostenproblem zu lösen.

So soll der Polyester-Produktionsprozess, der bislang über Bioreaktoren abläuft, in transgene Feldfrüchte wie Kartoffeln, Raps oder Tomaten ausgelagert werden. Diese sollen demnach über eingebaute Bakteriengene die Polyester in ihren Zellen speichern (vgl. Meldung vom 2002-04-10).

Die mechanischen Eigenschaften der von den Bakterien produzierten Polyester sind mit denen der herkömmlichen synthetischen Materialien durchaus vergleichbar – haben als Biopolyester jedoch eine Zukunft in der Pharmaindustrie, speziell der chirurgischen Medizin. Gerade Polymere aus Buttersäure zersetzen sich langsam im Körper und hinterlassen lediglich eine Fettsäure, die im Körper selbst vorkommt. Sie könnten sich als chirurgisches Nahtmaterial, Aderstützen oder Knochennägel eignen – sogar an Herzklappengerüsten versuchen sich die Forscher: „Nachdem sich auf dem Gerüst aus Polyhydroxybuttersäure natürliches Gewebe gebildet hat, zersetzt sich das Gerüstmaterial“, so Steinbüchel.

Die Mikrobiologen sehen in diesem Bereich noch ungeahnte Möglichkeiten, sowohl mit natürlichen, als auch genetisch manipulierten Bakterien. So haben sie die Organismen bereits veranlasst, Polyestermoleküle auch aus diversen Bausteinen zu verstoffwechseln, was auf ein reichhaltiges Spektrum verschiedener Polymere hoffen lässt: „Mit ihrer Hilfe wollen wir nachwachsende Rohstoffe in interessante chemische Strukturen überführen“, resümiert Steinbüchel verheißungsvoll.

(Vgl. Meldungen vom 2002-11-22 und 2002-11-26.)