Forschung an Hefezellen für neue medizinische Anwendungen
Herkömmliche Hefen wie Saccharomyces cerevisiae kommen seit mehreren Jahrhunderten bei der Herstellung von Wein, Bier und Brot zum Einsatz und sind daher relativ gut beschrieben. Andere so genannte nicht-konventionelle Arten stellen hingegen eine ungenutzte Ressource mit enormem Forschungs- und Marktpotenzial dar. Das EU-finanzierte Projekt CORNUCOPIA (Yeast biodiversity as a source of innovations in food and health) war eine europaweite Initiative, die das Forschungs- und Industriepotenzial nicht-konventioneller Hefearten untersuchte. Auf Basis dieser Forschungen wurden neue und angereicherte Nahrungsmittelprodukte und Getränke mit einzigartigen Eigenschaften, aber auch neue und bessere Probiotika, d.h. Mikroorganismen mit ernährungsphysiologischen Vorteilen entwickelt. Mit neuen artspezifischen molekularen, genetischen und postgenomischen Instrumenten der Projektpartner wurde nach Hefegenen mit besseren Eigenschaften gesucht. Weiterhin wurden neue Isolate für einfachere Laboranwendungen "domestiziert" und hochdursatzfähige Verfahren zur Anzüchtung von Mikroorganismen für die Biotechnologie entwickelt. Mittels Screening mehrerer tausend Hefen identifizierten die Wissenschaftler Arten, die sich für weitere Forschungen lohnen, und entwickelten Werkzeuge für die Transformation und vollständige Sequenzierung, die gentechnische Veränderungen und Laboranalysen dieser Mikroorganismen vereinfachen. Schließlich wurden mehrere Gene identifiziert, die interessante Merkmale wie Aroma, osmotische und thermische Toleranz sowie Regulierung des Kohlenstoffmetabolismus regulieren. Für zwei wichtige Projektergebnisse wurde ein Patentantrag gestellt und das kommerzielle Potenzial geprüft: einmal die Verwendung nicht-konventioneller Hefen beim Backen, zum anderen der Einsatz neuer Gene zur Verbesserung der Ausbeute und Produktivität bei der Bioethanolproduktion und Produktion umweltfreundlicher Chemikalien. Eine der wichtigsten Aufgaben des CORNUCOPIA-Konsortiums war die Ausbildung von Nachwuchsforschern in modernsten Techniken. Hierzu wurden Schulungen zur Biodiversität von Hefe, zu Management und Nutzung von Innovationen und Patenten sowie zur Gründung von Spin-off-Unternehmen organisiert. Praktische Kurse deckten zudem die Bereiche Brauerei, Aroma- und chemische Analysen, Einzelzellanalysen und Hefen mit polygenen Eigenschaften ab. Die Ausbildung unter Schirmherrschaft von CORNUCOPIA wird Nachwuchsforschern Perspektiven für viele Fachrichtungen und Möglichkeiten in der EU-Lebensmittel- und Biotechnologieindustrie eröffnen. Die Suche nach neuen Hefestarterkulturen und der industrielle Einsatz nicht-konventioneller Spezies ist ein lohnendes Forschungsziel für die Zukunft.
Schlüsselbegriffe
Hefebiodiversität, Lebensmittel, Gesundheit, CORNUCOPIA, Biotechnologie