{"id":24275,"date":"2015-02-02T03:03:30","date_gmt":"2015-02-02T02:03:30","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=24275"},"modified":"2015-01-29T15:36:31","modified_gmt":"2015-01-29T14:36:31","slug":"vom-bakterium-zur-biofabrik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/vom-bakterium-zur-biofabrik\/","title":{"rendered":"Vom Bakterium zur Biofabrik"},"content":{"rendered":"
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Schema, elektronenmikroskopische Aufnahme und Fluoreszenzbild von Organellen. Quelle: Stefan Schiller<\/figcaption><\/figure>\n

Ein Forschungsteam um Dr. Stefan Schiller, seine Mitarbeiter Dr. Matthias Huber und Dr. Andreas Schreiber sowie weitere Gruppen aus Freiburg und Ungarn hat eine lange vorherrschende Annahme in der Biologie widerlegt: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben gezeigt, dass es nicht nur m\u00f6glich ist, Organellen \u2013 Organe der Zelle \u2013 um neue Funktionen zu erweitern, sondern auch, sie mithilfe von genetischen Baupl\u00e4nen vollst\u00e4ndig neu zu bilden. Die Ergebnisse haben sie im Fachmagazin \u201eNature Materials<\/a>\u201c ver\u00f6ffentlicht.<\/strong><\/p>\n

Zellen lassen sich in zwei Gruppen einteilen: einfache Zellen wie Bakterien sowie h\u00f6here Zellen, beispielsweise die der Pflanzen, Tiere und Menschen. Sie unterscheiden sich unter anderem im inneren Aufbau: H\u00f6here Zellen enthalten Organellen, die \u2013 wie Organe im menschlichen K\u00f6rper \u2013 spezielle Funktionen erf\u00fcllen: Mitochondrien beispielsweise stellen Energie bereit, die Lysosomen der Tierzellen und die Vakuolen der Pflanzenzellen sind f\u00fcr den Abbau von Stoffen zust\u00e4ndig.<\/p>\n

Organellen werden haupts\u00e4chlich aus Lipiden gebildet \u2013 Stoffe wie Fette und \u00d6le, f\u00fcr die es als so genannte sekund\u00e4re Genprodukte keinen direkten Bauplan im Erbgut gibt. Die Wissenschaftler dagegen haben einen Ansatz entwickelt, der stattdessen auf amphiphile Proteine setzt. Diese besitzen, ebenso wie Lipide, einen wasserfreundlichen und einen wasserabsto\u00dfenden Molek\u00fclteil. Aufgrund dieser Eigenschaft k\u00f6nnen sie sich im Innenraum der Zelle selbstst\u00e4ndig zu organell\u00e4hnlichen Kompartimenten zusammenlagern. Die Biosynthese von Proteinen l\u00e4sst sich durch einen Bauplan in Form von Plasmid-DNA steuern. Diese doppelstr\u00e4ngigen, meist ringf\u00f6rmigen Molek\u00fcle kommen in Bakterien vor und erm\u00f6glichen es damit, diese mit synthetischen Organellen auszustatten.<\/p>\n

Der Ansatz er\u00f6ffnet neue Perspektiven f\u00fcr das Studium biomedizinischer Prozesse sowie f\u00fcr Anwendungen in der Biotechnologie, Chemie und Pharmazie. \u201eErstmals k\u00f6nnen wir, ausgehend von rational designten Proteinbausteinen, in der Zelle gezielt eine neue Organelle bilden und mit Funktionen ausstatten. Dies ist ein fundamental neuer Ansatz f\u00fcr die Biologie, Biotechnologie und Medizin\u201c, sagt Schiller. Mithilfe von chemischen Reaktionen, die bisher in der Zelle nicht m\u00f6glich waren, er\u00f6ffnen sich neue M\u00f6glichkeiten, um Produkte biotechnologisch herzustellen. Insbesondere f\u00fcr die chemische Industrie k\u00f6nnten durch die funktionelle Erweiterung von Bakterienzellen wichtige Ausgangsstoffe produziert werden, f\u00fcr deren Biosynthese es bisher keine Strategien und Verfahren gab.<\/p>\n

F\u00fcr die Realisierung dieser Ideen hat Schiller 2014 den Forschungspreis \u201eN\u00e4chste Generation biotechnologischer Verfahren \u2013 Biotechnologie 2020+<\/a>\u201c des Bundesministeriums f\u00fcr Bildung und Forschung erhalten. Er leitet am Zentrum f\u00fcr Biosystemanalyse (ZBSA) der Universit\u00e4t Freiburg eine Arbeitsgruppe, die chemische Biologie, organische Synthese, synthetische Biologie und neue Biomaterialien mit technischen Systemen wie Mikroreaktoren sowie mit modernen Analysenmethoden kombiniert. Hierzu arbeitet das Team mit weiteren Arbeitsgruppen des ZBSA, der Fakult\u00e4t f\u00fcr Chemie und Pharmazie, der Fakult\u00e4t f\u00fcr Biologie, des Instituts f\u00fcr Mikrosystemtechnik (IMTEK) und des Exzellenzclusters BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universit\u00e4t Freiburg zusammen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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