{"id":76324,"date":"2020-07-14T06:41:08","date_gmt":"2020-07-14T04:41:08","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fneuer-kandidat-fuer-rohstoffsynthese-durch-gentransfer.html"},"modified":"2020-07-05T18:04:25","modified_gmt":"2020-07-05T16:04:25","slug":"neuer-kandidat-fuer-rohstoffsynthese-durch-gentransfer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/neuer-kandidat-fuer-rohstoffsynthese-durch-gentransfer\/","title":{"rendered":"Neuer Kandidat f\u00fcr Rohstoffsynthese durch Gentransfer"},"content":{"rendered":"

Cyanobakterien brauchen kaum N\u00e4hrstoffe und nutzen die Energie des Sonnenlichts. Badeg\u00e4ste kennen die \u2013 oft f\u00e4lschlich \u201eBlaualgen\u201c genannten \u2013 Mikroorganismen von ihrem Auftreten in Gew\u00e4ssern. Eine Forschergruppe am Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) hat herausgefunden, dass sich die mehrzellige Art Phormidium lacuna durch nat\u00fcrliche Transformation genetisch ver\u00e4ndern l\u00e4sst und dadurch zum Beispiel Ethanol oder Wasserstoff produzieren k\u00f6nnte. Ihre Ergebnisse stellen sie in der Online-Fachzeitschrift PLOS ONE vor (DOI: 10.1371\/journal.pone.0234440).<\/strong><\/p>\n

\"Cyanobakterien
Cyanobakterien als Produzenten von Ethanol oder Wasserstoff \u2013 nat\u00fcrlicher Gentransfer k\u00f6nnte das m\u00f6glich machen (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)<\/figcaption><\/figure>\n

Bei der Transformation wird eine Zelle durch die Aufnahme von Erbsubstanz (DNA) genetisch ver\u00e4ndert. Dieser in der Natur h\u00e4ufig ablaufende Vorgang l\u00e4sst sich nutzen, um gezielt DNA in eine Zelle einzuschleusen und sie mit einer bestimmten Eigenschaft auszustatten. \u201eNat\u00fcrliche Transformation bedeutet, dass DNA\u00ac von Zellen ohne weitere Hilfsmittel aufgenommen wird\u201c, sagt Professor Tilman Lamparter, Professor am Institut f\u00fcr Botanik \u2013 Allgemeine Botanik am KIT. Sie geht auf einfache Weise, ohne Konjugation \u2013 die Verbindung mit einer weiteren Zelle \u2013 und ohne Elektroperforation \u2013 die die Zellwand durchl\u00e4ssig macht \u2013 vonstatten. Da die nat\u00fcrliche Transformation bislang nur an einzelligen Cyanobakterien erfolgreich war, ging man davon aus, dass sie ausschlie\u00dflich bei einzelligen Arten m\u00f6glich sei. Die Untersuchungen der Forschergruppe am KIT zeigen, dass die nat\u00fcrliche Kompetenz, freie DNA aufzunehmen, bei Cyanobakterien h\u00e4ufiger vorkommt, als zuvor vermutet. In der Online-Fachpublikation PLOS ONE (Public Library of Science) berichten sie erstmals \u00fcber einen Gentransfer f\u00fcr die Gattung Phormidium lacuna und \u00fcber nat\u00fcrliche Transformation an einem mehrzelligen, fadenartigen Cyanobakterium.<\/p>\n

Beitrag zur Bio\u00f6konomie: fossile Rohstoffe ersetzen<\/h3>\n

F\u00fcr die nat\u00fcrliche Transformation m\u00fcssen sich die Zellen in einem physiologischen Zustand befinden, der als nat\u00fcrliche Kompetenz bezeichnet wird, damit die Empf\u00e4ngerzelle DNA aktiv in das Zytoplasma transportieren kann. Die Wissenschaftler haben sich die nat\u00fcrliche Transformation zunutze gemacht und neue Erbinformation in das Genom von Phormidium lacuna integriert. Die mehrzelligen Cyanobakterien, die ihre Energie aus dem Sonnenlicht gewinnen, bieten den Vorteil, dass sie einen Biofilm bilden und in einer hohen Zelldichte wachsen, die sich schnell abtragen l\u00e4sst. Mehrere St\u00e4mme dieser fadenf\u00f6rmig wachsenden Art hatten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT aus der Nordsee und dem Mittelmeer isoliert und das Genom eines Stammes sequenziert.<\/p>\n

Die von den Forschenden etablierte Technik, mehrzellige Cyanobakterien durch das Einschleusen genetischer Information zu ver\u00e4ndern, er\u00f6ffnet vielf\u00e4ltige M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Grundlagenforschung und f\u00fcr m\u00f6gliche Anwendungen. \u201eMit Hilfe der nat\u00fcrlichen Transformation haben wir bereits zahlreiche sogenannte Knockout-Mutanten erstellt, das hei\u00dft, es ist uns gelungen, bestimmte Gene abzuschalten und so ihre Funktion zu erkennen\u201c, sagt Lamparter. Eine zukunftsweisende Anwendungsm\u00f6glichkeit w\u00e4re es, Ethanol, Wasserstoff oder Lactat sowie andere Bioprodukte in den Zellen zu synthetisieren und damit einen Beitrag zur Bio\u00f6konomie und zum Wandel von der erd\u00f6lbasierten Wirtschaft zu einer auf nachhaltigen Ressourcen fu\u00dfenden Marktwirtschaft zu leisten. \u201eDie Vision ist es, mit dieser Technik fossile Rohstoffe zu ersetzen\u201c, so der Biologe.<\/p>\n

Originalpublikation:<\/h3>\n

Nies F, Mielke M, Pochert J, Lamparter T (2020) Natural transformation of the filamentous cyanobacterium Phormidium lacuna. PLoS ONE 15(6): e0234440. https:\/\/doi.org\/10.1371\/journal.pone.0234440\u00a0<\/a><\/p>\n

Als \u201eDie Forschungsuniversit\u00e4t in der Helmholtz-Gemeinschaft\u201c schafft und vermittelt das KIT Wissen f\u00fcr Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen ma\u00dfgebliche Beitr\u00e4ge in den Feldern Energie, Mobilit\u00e4t und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplin\u00e4ren Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 24 400 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universit\u00e4res Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationst\u00e4tigkeit am KIT schl\u00e4gt die Br\u00fccke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer nat\u00fcrlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversit\u00e4ten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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