{"id":64765,"date":"2019-07-11T06:51:08","date_gmt":"2019-07-11T04:51:08","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=https%3A%2F%2Fwww.chemie.de%2Fnews%2F1161785%2Fbiologische-batterien.html%3FWT.mc_id%3Dca0065%26pk_campaign%3Dca0065"},"modified":"2019-07-10T19:00:10","modified_gmt":"2019-07-10T17:00:10","slug":"biologische-batterien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/biologische-batterien\/","title":{"rendered":"Biologische Batterien"},"content":{"rendered":"

Evolutionsbiologisch betrachtet sind sie uralt, aber ihr Potential wird jetzt erst nach und nach entdeckt: Sogenannte Elektromikroben stehen in der aktuellen Nachhaltigkeitsdebatte unter besonderer Beobachtung vieler Wissenschaftler*innen weltweit. Sie k\u00f6nnen Elektronen \u2013 also letztlich Strom \u2013 produzieren und weiterleiten. Und das weitgehend ohne Energieverluste. Betrachtet man Strom in einem molekularen Ma\u00dfstab, so ist das eigentlich nichts anderes als ein gerichteter Fluss von Elektronen, den alle lebenden Organismen innerhalb ihrer Zellen nutzen.\u00a0 Im Rahmen des diesj\u00e4hrigen BIOMOD-Wettbewerbs (Biomolecular Design) f\u00fcr Studierende aus aller Welt in San Francisco arbeitet ein interdisziplin\u00e4res Team an der TU Berlin genau an dieser Thematik.\u00a0 \u201eUnser Ziel ist eine biologische Batterie\u201c, so Franziska Graeger, Masterstudentin der Biologischen Chemie an der TU Berlin und Mitglied im Team Smart B.O.B. (Smart Biologically Optimized Battery).<\/strong><\/p>\n

Innerhalb einer Zelle wird bei manchen Spr\u00fcngen von Elektronen von einem auf das andere Molek\u00fcle Energie frei. Seit einigen Jahren kennen Wissenschaftler Bakterien, die in der Lage sind, auf diese Weise Elektronen an ihre Umgebung abzugeben. \u00dcber bestimmte Membranen leiten einige dieser Bakterien die Elektronen zum Beispiel an positiv geladene Metallionen in ihrer Umgebung weiter.
\nDie Wissenschaftler*innen von Smart B.O.B. nutzen verschiedene Bakterienarten und kombinieren deren F\u00e4higkeiten. \u201eDas Bakterium Shewanella besitzt ein spezielles Proteinkonstrukt in seiner Membran, um Elektronen gezielt an Eisen oder Mangan in der Umgebung abzugeben. Unser erster Schritt ist es, dieses Protein gentechnisch in Cyanobakterien einzubringen.\u201c Cyanobakterien sind eine Art Schnittstelle zwischen Pflanzen und Bakterien. Sie sind autotroph, k\u00f6nnen also aus dem Kohlendioxid der Atmosph\u00e4re mit Hilfe von Sonnenlicht den Energietr\u00e4ger Glukose und Sauerstoff produzieren. \u201eWenn es uns gelingt, den Proteinkomplex aus Shewanella in die Cyanobakterien zu bringen, k\u00f6nnten diese Proteine gezielt die Elektronen aus der Photosynthese \u00fcbernehmen und nach au\u00dfen an eine Elektrode abgeben. So k\u00f6nnte ein Stromfluss erzeugt werden\u201c, erl\u00e4utert die Biochemikerin die Pl\u00e4ne der Gruppe.<\/p>\n

Schon jetzt ist es m\u00f6glich, in geringem Umfang freie Elektronen von verschiedenen Bodenbakterien aufzufangen. Das demonstrieren die Wissenschaftler*innen eindrucksvoll mit einem kleinen L\u00e4mpchen auf einem Einmachglas mit Erde. Zwei spezielle Elektroden nehmen die Elektronen von den Bodenbakterien in der Erde auf und leiten sie an das L\u00e4mpchen weiter. \u201eDabei wird nat\u00fcrlich nur wenig Strom aufgefangen\u201c, so Franziska Graeger. \u201eSo k\u00f6nnen wir damit nur eine kleine Lampe betreiben. Unser Ziel ist es, m\u00f6glichst viele Proteinkomplexe aus Shewanella in die Cyanobakterien zu klonieren, damit deutlich mehr Strom flie\u00dft. Diese speziellen Bakterien k\u00f6nnten dann mit Hilfe eines konventionellen Druckers direkt auf die Elektroden aufgebracht werden, so dass ein unmittelbarer Austausch der Elektronen entsteht und die Ausbeute optimiert wird.\u201c<\/p>\n

Bereits seit 2015 nimmt ein interdisziplin\u00e4res Team verschiedener Berliner Universit\u00e4ten an dem internationalen BIOMOD-Wettbewerb teil. Gehostet wird das Projekt von dem Fachgebiet Biokatalyse von Prof. Nediljko Budisa und dem Exzellenzcluster UniSysCat an der TU Berlin, unterst\u00fctzt durch den Preis f\u00fcr vorbildliche Lehre der Gesellschaft von Freunden der TU Berlin. \u201eInterdisziplinarit\u00e4t ist f\u00fcr das Projekt extrem wichtig\u201c, so Franziska Graeger, \u201edenn wir m\u00fcssen nicht nur im Labor stehen und erfolgreich biochemisch arbeiten, sondern komplett alles selbst organisieren: Ein funktionierendes Labor, eine gute Website, eine ansprechende Performance auf dem Jamboree im Oktober in San Francisco und nicht zuletzt die gesamte Finanzierung des Projektes und unsere Reise zu dem Wettbewerb. Daher sind wir auch immer noch auf der Suche nach neuen Unterst\u00fctzern.\u201c<\/p>\n

Mehr Infos: http:\/\/biomod19.biocat.tu-berlin.de\/index.html<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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