{"id":120249,"date":"2023-01-02T07:17:00","date_gmt":"2023-01-02T06:17:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=120249"},"modified":"2022-12-21T10:32:07","modified_gmt":"2022-12-21T09:32:07","slug":"symbiotische-co%e2%82%82-speicherung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/symbiotische-co%e2%82%82-speicherung\/","title":{"rendered":"Symbiotische CO\u2082-Speicherung"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Die Natur besitzt mit der Photosynthese ein leistungsf\u00e4higes System, um der Atmosph\u00e4re Kohlendioxid zu entziehen und zu speichern (sequestrieren). Der Aufbau von Biomasse allein nutzt das Potenzial jedoch nicht aus. Ein chinesisches Forschungsteam hat durch genetisches Engineering eine Mikrobengemeinschaft erzeugt, die als lebende Kohlenstoffsenke dienen k\u00f6nnte. Darin wird Kohlendioxid erst durch Photosynthese in Zucker und dann in n\u00fctzliche Chemikalien umgewandelt. Die Studie wurde in der Zeitschrift\u00a0Angewandte Chemie<\/em> ver\u00f6ffentlicht.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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\u00a9 Wiley-VCH<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die Natur besitzt mit der Photosynthese ein leistungsf\u00e4higes System, um der Atmosph\u00e4re Kohlendioxid zu entziehen und zu speichern (sequestrieren). Der Aufbau von Biomasse allein nutzt das Potenzial jedoch nicht aus. Ein chinesisches Forschungsteam hat durch genetisches Engineering eine Mikrobengemeinschaft erzeugt, die als lebende Kohlenstoffsenke dienen k\u00f6nnte. Darin wird Kohlendioxid erst durch Photosynthese in Zucker und dann in n\u00fctzliche Chemikalien umgewandelt. Die Studie wurde in der Zeitschrift\u00a0Angewandte Chemie<\/em> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n

Verschiedene Bakterienst\u00e4mme werden biotechnologisch genutzt, um bestimmte Chemikalien herzustellen. So produzieren manche genver\u00e4nderte St\u00e4mme Milchs\u00e4ure, aus der der biologisch abbaubare Kunststoff Polylactid gefertigt wird. Andere reichern Vorstufen f\u00fcr Biokraftstoffe oder Pharmaka an. Da die Bakterien jedoch Energie und Nahrung ben\u00f6tigen, ist eine bakterielle Produktion von Chemikalien oft wenig effizient.<\/p>\n\n\n\n

Phototrophe Organismen produzieren dagegen auf nat\u00fcrliche Weise Zucker aus Kohlendioxid, Wasser und Sonnenlicht. In einer symbiotischen Gemeinschaft k\u00f6nnten Chemikalien produzierende Bakterien auf diesen Zucker als Nahrung zugreifen. Sie w\u00e4ren somit eine m\u00f6gliche Kohlenstoffsenke. Allerdings produzieren viele photoautotrophe Organismen Saccharose als Speicherzucker. Und gerade mit diesem Zucker k\u00f6nnen die biotechnisch genutzten Bakterien nicht viel anfangen.<\/p>\n\n\n\n

Die Arbeitsgruppe von Jun Ni an der Jiaotong-Universit\u00e4t Shanghai suchte daher systematisch nach biotechnologisch ver\u00e4nderbaren Bakterienst\u00e4mmen, die nat\u00fcrlicherweise auf Saccharose wachsen. Und wurden mit einem Meeresbakterium namens Vibrio natriegens<\/em> f\u00fcndig. \u201eV. natriegens<\/em> verf\u00fcgt zum Gl\u00fcck \u00fcber den gesamten Reaktionsweg zum Transport und dem Stoffwechsel von Saccharose,\u201c schreiben die Forschenden. Zudem sei das Meeresbakterium genetisch manipulierbar und vertrage Salzstress. Salz wiederum regt Cyanobakterien, die Photosynthese betreiben, zur Saccharoseproduktion in sich gegenseitig verst\u00e4rkenden Prozessen an.<\/p>\n\n\n\n

Aus dem bekannten Cyanobakterium Synechococcus elongatus<\/em> und V. natriegens<\/em> baute das Forschungsteam dann ein integriertes modulares System zur CO2<\/sub>-Sequestrierung auf. An den Cyanobakterien verbesserten sie durch Gen-Engineering die Zuckerproduktion, und V. natriegens<\/em> statteten sie mit einem Gen aus, das die Zuckeraufnahme erh\u00f6ht. Als unerwartet effizienten Transporter der hergestellten Saccharose beobachteten die Forschenden Vesikel, mit denen die Cyanobakterien den Zucker ausschleusten und die das Meeresbakterium leicht aufnehmen konnte.<\/p>\n\n\n\n

Vier Varianten von\u00a0V. natriegens<\/em>\u00a0stellte das Team her, um entweder Milchs\u00e4ure, Butandiol zur Biokraftstoffsynthese oder Coumarin und Melanin als Vorstufen f\u00fcr Chemikalien und Pharmaka zu produzieren. In Symbiose mit den Cyanobakterien produzierten die Bakterien die Chemikalien mit einer negativen Kohlenstoffbilanz. \u201eDieses System konnte mehr als 20 Tonnen Kohlendioxid pro Tonne Produkt aufnehmen,\u201c berichtet das Team. Die Autor:innen der Studie sehen ihre Ergebnisse als Beweis daf\u00fcr, dass symbiotische Mikrobengemeinschaften als wirksame Kohlendioxidsenken verwendet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber den Autor \/ die Autorin<\/h3>\n\n\n\n

Jun Ni ist Professor am State Key Laboratory of Microbial Metabolism, an der School of Life Sciences & Biotechnology und am Zhangjiang Institute for Advanced Study der Jiaotong-Universit\u00e4t Shanghai (China). Seine Arbeitsgruppe untersucht die lichtgetriebene synthetische Biologie, biologische Fertigungsverfahren mit negativer Kohlenstoffbilanz, die Biokatalyse und synthetische Mikrobengemeinschaften.<\/p>\n\n\n\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n

Chaofeng Li et al.; A Highly Compatible Phototrophic Community for Carbon-Negative Biosynthesis; Angewandte Chemie International Edition; 2022<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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