Kanadische Biologen experimentieren mit Bioplastik, der aus menschlichen F\u00e4kalien hergestellt wird. Das Verfahren mithilfe genver\u00e4nderter Kolibakterien soll in der Raumfahrt eingesetzt werden und k\u00fcnftig Astronauten im All den Rohstoff f\u00fcr Werkzeuge oder Ersatzteile aus dem 3D-Drucker liefern.<\/p>\n
Biotechnologie Evolution\u00e4r optimierte Enzyme f\u00fcrs Chemielabor
\nEs ist eine Kabine, kaum gr\u00f6\u00dfer als ein Dixiklo: ein Schemel mit einem gut faustgro\u00dfen Loch darin und einem fest verschlie\u00dfbaren Deckel f\u00fcr die festen Abf\u00e4lle \u2013 und daneben ein langer Schlauch, der den Urin einsaugt. Eine Toilette ist auch im All eine wichtige Einrichtung. Doch ein Raumschiff oder eine Raumstation haben keinen Abfluss.<\/p>\n
\u201eAuf der internationalen Raumstation werden die menschlichen Hinterlassenschaften derzeit nur verpackt und buchst\u00e4blich aus dem Fenster geworfen. Wenn wir nun zu einem anderen Planeten reisen, k\u00f6nnen wir das nat\u00fcrlich nicht mehr so machen, weil wir den nicht verschmutzen wollen. Deshalb haben wir uns ein System ausgedacht, bei dem Abf\u00e4lle in Materialien verwandelt werden, die die Astronauten benutzen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n
Bioplastik aus menschlichen F\u00e4kalien
\nDem Biologenteam um Helen Wang und Kaitlin Schaaf von der Universit\u00e4t im kanadischen Calgary ging es darum, die immensen Startkosten jedes Kilogramms, das ins All bef\u00f6rdert wird, zu senken. Menschliche F\u00e4kalien wollen die Forscherinnen deshalb nicht mehr einfach entsorgen, sondern in Bioplastik umwandeln \u2013 mit einem System, dessen Prototyp bereits funktioniert.<\/p>\n
\u201eZuerst sammeln wir die F\u00e4kalien in einem Tank, wo sie mit den nat\u00fcrlichen Darmbakterien drei Tage g\u00e4ren. Dabei entstehen fl\u00fcchtige Fetts\u00e4uren, die uns als Grundstoff dienen.\u201c<\/p>\n
Diese Fetts\u00e4uren werden von anderen Restbestandteilen getrennt, vor allem von Wasser, das recycelt werden kann, und dann an genetisch manipulierte Bakterien der Familie Escherichia coli weitergegeben. Diese Bakterien nutzen die fl\u00fcchtigen Fetts\u00e4uren als Nahrung.<\/p>\n
\u201eUnsere genver\u00e4nderten Bakterien verwenden das gelieferte Substrat, um Bioplastik zu produzieren. Wir haben die Bakterien so manipuliert, dass sie das Plastik nicht nur erzeugen, sondern auch selbst aus ihrem Zellinneren ausscheiden.\u201c<\/p>\n
Das so erzeugte Bioplastik ist das Polymer Polyhydroxybutyrat, das aus dem Bioreaktor gefiltert und als Grundstoff f\u00fcr 3D-Drucker genutzt werden kann. Astronauten k\u00f6nnten also auf langen Reisen zum Mars aus ihren Toilettenabf\u00e4llen neue, stabile Werkzeuge herstellen.<\/p>\n
Genver\u00e4nderte Bakterien auch ein Wagnis
\nBevor das System im All eingesetzt werden kann, wollen die Forscherinnen aber noch sicherstellen, dass die genver\u00e4nderten Mikroben nicht die Gesundheit der Astronauten gef\u00e4hrden, sagt die Biologin Preetha Gopalakrishnan.<\/p>\n
\u201eUnsere Bakterien sollen in einem n\u00e4chsten Schritt so ver\u00e4ndert werden, dass sie nur dank eines ganz spezifischen N\u00e4hrstoffs \u00fcberleben k\u00f6nnen, der in der Umwelt nicht vorkommt und der ihnen ausnahmslos im Bioreaktor zugef\u00fcttert wird. Nur hier sollen die Bakterien also die menschlichen Ausscheidungen in Bioplastik umwandeln. Sobald sie den Reaktor verlassen, fehlen ihnen diese N\u00e4hrstoffe und sie sterben.\u201c<\/p>\n
Trotz dieser biologischen Sicherheitsvorkehrung bleibt es ein Wagnis, genver\u00e4nderte Bakterien nicht nur ins All, sondern in die Umwelt eines anderen Planeten einzuf\u00fchren. Zum Mars entsandte Raumfahrzeuge m\u00fcssen heute sterilisiert werden, bevor sie \u00fcberhaupt starten d\u00fcrfen. \u00dcber die Sicherheit von F\u00e4kalien-Recycling-Systemen mit genver\u00e4nderten Bakterien wollen sich die Biologinnen daher zuk\u00fcnftig noch weitere Gedanken machen.<\/p>\n
\u201eEs ist ein zweischneidiges Schwert. Denn wenn wir Bakterien entwickeln, die im All \u00fcberleben k\u00f6nnen, erlauben wir ihnen m\u00f6glicherweise auch, das All zu besiedeln.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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