{"id":130831,"date":"2023-08-24T07:03:00","date_gmt":"2023-08-24T05:03:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=130831"},"modified":"2023-08-23T11:20:55","modified_gmt":"2023-08-23T09:20:55","slug":"wie-sich-bakterien-fur-eine-nachhaltige-kunststoffproduktion-zahmen-lassen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wie-sich-bakterien-fur-eine-nachhaltige-kunststoffproduktion-zahmen-lassen\/","title":{"rendered":"Wie sich Bakterien f\u00fcr eine nachhaltige Kunststoffproduktion \u201ez\u00e4hmen\u201c lassen"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Viele Bakterien haben ein gro\u00dfes Potenzial f\u00fcr die Biotechnologie, zum Beispiel bei der Produktion von Biokunststoffen oder anderen industriell nutzbaren Materialien. Doch es ist oft schwierig, die Wildtypen dieser biotechnologisch interessanten Bakterien zu \u201ez\u00e4hmen\u201c, also sie dazu zu bringen, die gew\u00fcnschte Substanz zu produzieren. Der Schl\u00fcssel zur Z\u00e4hmung von Bakterien liegt in der Kontrolle ihrer Genexpression, insbesondere derjenigen Gene, die f\u00fcr die Produktion und den Abbau der gew\u00fcnschten Substanz wichtig sind. Ein Forschungsteam um Dr. Matthew McIntosh am Institut f\u00fcr Mikrobiologie und Molekularbiologie der Justus-Liebig-Universit\u00e4t Gie\u00dfen (JLU) hat nun ein neues System zur ma\u00dfgeschneiderten Kontrolle der Genexpression entwickelt, f\u00fcr das bereits eine Anmeldung zum Patent l\u00e4uft. Die Genexpression steuert die Neusynthese von Proteinen, die bestimmte Aufgaben in der Zelle wahrnehmen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"Die
Die Wildtyp-Zellen des Bakteriums Rhodobacter sphaeroides<\/em> (Abbildung links) wurden mittels der neuen Technik ACIT modifiziert, um die Zellgr\u00f6\u00dfe zu erh\u00f6hen. In den vergr\u00f6\u00dferten Zellen (Abbildung rechts) ist gelb die Anh\u00e4ufung des abgelagerten Energiespeichermolek\u00fcls Polyhydroxybutyrat (PHB) sichtbar, das als Grundlage f\u00fcr biologisch abbaubare Kunststoffe dient. \u00a9<\/strong> Matthew McIntosh<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Das neue System hei\u00dft ACIT (Alphaproteobacteria chromosomally integrating transcription-control cassette). Herzst\u00fcck dieser Erfindung ist die F\u00e4higkeit, die Genkontrollmechanismen schnell an die spezifischen Bakterien und die Wachstumsbedingungen anzupassen. <\/p>\n\n\n\n

\u201eEinige der bekannten Systeme zur Kontrolle der Genexpression lassen sich in Modellorganismen wie E. coli nach jahrelanger Feinabstimmung einsetzen, funktionieren aber in vielen Wildtypen von biotechnologischem Interesse nicht gut\u201c, so Dr. Matthew McIntosh. \u201eTypische Probleme sind eine schwache oder eine unkontrollierte Expression.\u201c <\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Das ACIT-System bietet jedoch auch die Grundlage zur Kontrolle der Genexpression in weniger erforschten Bakterien. <\/p>\n\n\n\n

Die Studie ist in der Fachzeitschrift \u201eACS Synthetic Biology\u201c<\/em> ver\u00f6ffentlicht worden. Darin zeigt das Forschungsteam unter anderem, dass das ACIT-System es erm\u00f6glicht, eine Bakterienzelle um das Hundertfache zu verl\u00e4ngern und so mehr Speicherplatz f\u00fcr n\u00fctzliche Polymere zu schaffen, die sich in der Zelle ansammeln. So kann beispielsweise das vollst\u00e4ndig biologisch abbaubare Energiespeichermolek\u00fcl Polyhydroxybutyrat (PHB) g\u00fcnstig produziert werden, das in der Industrie als Grundlage f\u00fcr biologisch abbaubaren Kunststoff verwendet wird. Eine kontrollierte Genexpression ist f\u00fcr eine Vielzahl von weiteren biotechnologischen Anwendungen n\u00fctzlich, aber auch f\u00fcr die Untersuchung der Genregulation und -funktion in Bakterien.<\/p>\n\n\n\n

Dr. Matthew McIntosh forscht seit dem Jahr 2018 an der JLU. Sein Team konzentriert sich auf die Konstruktion neuartiger regulatorischer Pfade, die die Genexpression in jedem Bakterium von Interesse optimieren k\u00f6nnen, insbesondere f\u00fcr die Fermentation. Dar\u00fcber hinaus konzentrieren sich die aktuellen Forschungsprojekte auf die Entwicklung von Mikroben, die in der Lage sind, Abf\u00e4lle oder andere billige Biomassequellen \u2013 zum Beispiel landwirtschaftliche Abf\u00e4lle, Altpapier oder Algen \u2013 abzubauen, um kosteng\u00fcnstige, f\u00fcr die Industrie n\u00fctzliche Polymere herzustellen.<\/p>\n\n\n\n

Publikation<\/h3>\n\n\n\n

Jonas Kretz, Vera Israel, and Matthew McIntosh: Design-Build-Test of Synthetic Promoters for Inducible Gene Regulation in Alphaproteobacteria. ACS Synthetic Biology, online ver\u00f6ffentlicht am 10. August 2023
https:\/\/pubs.acs.org\/doi\/10.1021\/acssynbio.3c00251<\/a><\/p>\n\n\n\n

Kontakt<\/h3>\n\n\n\n

Dr. Matthew McIntosh
Institut f\u00fcr Mikrobiologie und Molekularbiologie
Telefon: 0641 99-35557
E-Mail: Matthew.McIntosh<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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