Seit Jahrzehnten produzieren Bakterien in der Industrie aus Glukose (Traubenzucker) Verbindungen, die zur Herstellung von Kosmetik, Medikamenten und Kunststoffen gebraucht werden. Glukose ist zwar ein nachwachsender Rohstoff, aber essbar \u2013 und Kritiker bem\u00e4ngeln, dass sie als Industrierohstoff statt als Lebensmittel verwendet wird.<\/b><\/p>\n
Ein neues EU-Forschungsprojekt soll untersuchen, wie sich Glukose durch einen massenhaft verf\u00fcgbaren Rohstoff ersetzen l\u00e4sst, und zwar durch Methanol, auch bekannt als Holzsprit. An diesem Projekt arbeitet die Universit\u00e4t Bielefeld zusammen mit europ\u00e4ischen Partnern aus Forschung und Industrie.<\/p>\n
In dem neuen Verbundprojekt “PROMYSE” wollen der Biologe Professor Dr. Volker F. Wendisch von der Universit\u00e4t Bielefeld und seine Kollegen Bakterien untersuchen, die Methanol verwerten k\u00f6nnen. Diese sollen dann Wertstoffe wie die duftenden Naturstoffe Terpenoide und die Kunststoff-Vorstufen Diamine erzeugen. Ebenso wollen sie der Frage nachgehen, ob die F\u00e4higkeit, Methanol zu verwerten, auf andere Bakterien \u00fcbertragbar ist. Das dreij\u00e4hrige Forschungsprojekt ist im Januar 2012 gestartet. Die Europ\u00e4ische Union f\u00f6rdert diese Forschung zur Synthetischen Biologie mit rund drei Millionen Euro, davon gehen etwa 400.000 Euro an die Universit\u00e4t Bielefeld.<\/p>\n
Volker F. Wendisch ist Professor an der Fakult\u00e4t f\u00fcr Biologie und Sprecher des “Instituts f\u00fcr Genomforschung und Systembiologie” im Centrum f\u00fcr Biotechnologie (CeBiTec) der Universit\u00e4t Bielefeld. Wenn es nach ihm und seinen Kollegen geht, soll Methanol k\u00fcnftig als Alternative zu Glukose europaweit als Rohstoff nutzbar werden. Schon jetzt ist der Holzsprit einer der g\u00e4ngigen Rohstoffe in der chemischen Industrie. Auch als Kraftstoff wird Methanol genutzt. Methanol kann aus Erdgas gewonnen werden, aber auch aus nachwachsenden Rohstoffen wie Holz durch trockene Destillation.<\/p>\n
Das Forschungsprojekt “PROMYSE” hei\u00dft mit vollem Namen “Products from Methanol by Synthetic Cell Factories” (Produkte aus Methanol durch synthetische Zellfabriken). Um Methanol f\u00fcr die neuen Zwecke nutzbar zu machen, will das europ\u00e4ische Forscherteam nun den Bacillus methanolicus<\/i> untersuchen. Er ist methylotroph \u2013 ihm reicht Methanol als einzige Quelle aus, um zu wachsen und Energie zu gewinnen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen der Frage nach, ob mit diesem Bakterium Wertstoffe aus Methanol hergestellt werden k\u00f6nnen. Au\u00dferdem wollen sie herausfinden, wie das Bakterium Methanol “verdaut” und in welchen Genen die Steuerung dieses Stoffwechsels abgespeichert ist. Wenn das feststeht, wollen die Wissenschaftler einen genetischen Baustein isolieren, damit sich die F\u00e4higkeit zur Methanol-“Verdauung” auf andere Bakterien \u00fcbertragen l\u00e4sst.<\/p>\n
Ihr Ziel ist es, die F\u00e4higkeit in solche Bakterien einzubauen, die Stoffe produzieren, f\u00fcr die es in der chemischen Industrie eine starke Nachfrage gibt. Zun\u00e4chst wollen die Forscher das Corynebacterium glutamicum<\/i> mit der neuen F\u00e4higkeit ausstatten, um so aus ihm einen Methanol-Umwandler zu machen. “Der Vorteil an diesem Bakterium ist, dass es in der Lebens- und Futtermittel-Industrie seit \u00fcber 50 Jahren bew\u00e4hrt und sehr gut erforscht ist”, sagt Professor Wendisch.<\/p>\n
Mit der neuen F\u00e4higkeit k\u00f6nnte der Mikroorganismus laut Wendisch genutzt werden, um zwei Produktlinien herzustellen: Terpenoide und Diamine. Terpenoide sind chemische Verbindungen, die in allen Pflanzen enthalten sind. Oft duften sie stark und kommen als \u00e4therische \u00d6le in Bl\u00fcten, Nadeln und Fr\u00fcchten zum Beispiel in Zitronen und Limetten vor. Dr. Petra Peters-Wendisch von der Fakult\u00e4t f\u00fcr Biologie ist f\u00fcr das Forschungsprojekt mitverantwortlich und wei\u00df: “Terpenoide sind heute in der chemischen Industrie unverzichtbar.” Die Anwendungsm\u00f6glichkeiten reichen von biologischen Insektiziden bis zu Pharmazeutika gegen Malaria. Verbreitet ist auch der Einsatz als Geruchs- und Geschmacksstoff in Parf\u00fcmen und Lebensmitteln.
“Aus Diaminen \u2013 der zweiten Produktlinie \u2013 lassen sich durch chemische Umwandlungen leicht Polyamide herstellen”, sagt Volker F. Wendisch. Polyamid ist ein Tausendsassa unter den Kunststoffen. Es wird als Synthesefaser f\u00fcr Textilien genutzt, als Ausgangsmaterial f\u00fcr technische Teile wie D\u00fcbel, Schrauben und Kabelbinder, und, um Haushaltsgegenst\u00e4nde wie L\u00f6ffel und Zahnb\u00fcrsten-Borsten herzustellen.<\/p>\n
Die Universit\u00e4t Bielefeld ist einer von acht Partnern in dem Forschungsprojekt “PROMYSE”. Koordiniert wird das Projekt von der Stiftung f\u00fcr industrielle und technische Forschung (SINTEF) in Norwegen. Neben akademischen Partnern aus Groningen (NL) und Toulouse (F) und zwei Start-up-Unternehmen sind der Chemiekonzern BASF sowie Forscher der DECHEMA Gesellschaft f\u00fcr Chemische Technik und Biotechnologie sowie der Eidgen\u00f6ssischen Technischen Hochschule in Z\u00fcrich beteiligt.<\/p>\n
Das EU-Verbundprojekt geh\u00f6rt zum Forschungsschwerpunkt “Molekular- und Nanowissenschaften” (Molecular and Nano Sciences) der Universit\u00e4t Bielefeld. In diesem breiten Feld hat sich die Universit\u00e4t mit einem fokussierten Profil an den Schnittstellen zwischen Physik, Chemie, Biologie und Bioinformatik national und international positioniert. Die aktuellen Forschungen reichen von Nanoschichten und Einzelmolek\u00fclprozessen bis hin zu bakteriellen, pflanzlichen und tierischen Zellen. Sie werden durch interdisziplin\u00e4re Kooperationen getragen und sind teilweise am Centrum f\u00fcr Biotechnologie (CeBiTec) angesiedelt. Zu “PROMYSE” wird in Bielefeld sowohl in der Fakult\u00e4t f\u00fcr Biologie als auch am CeBiTec geforscht.<\/p>\n