Extremophile Mikroorganismen finden Arbeit in Fabriken
In extremen Umgebungen lebende Mikroorganismen können für die Industrie interessante Verbindungen sowie biologische Katalysatoren erzeugen, die die Kluft zwischen chemischen und biologischen Prozessen überbrücken. Hintergrund Die Nutzung von Mikroorganismen und der Moleküle, die sie synthetisieren, gewinnt in der Industrie zusehends an Bedeutung. Prozesse, die biologische Katalysatoren (Enzyme) benutzen, erfordern bescheidenere Bedingungen und sind umweltfreundlicher als chemische Prozesse. Enzymgebleichtes Papier macht beispielsweise den Gebrauch von Chlorverbindungen überflüssig, und belastet das Abwasser nicht mit Dioxinrückständen. Noch sind Enzyme allerdings weniger stabil als chemische Katalysatoren und werden durch organische Lösungsmittel und extreme Temperaturen oder pH-Werte deaktiviert, was das Interesse an Extremophilen erklärt. Extremophile sind Organismen, die in unwirtlichen Umgebungen wie Heißluftsysteme der Tiefsee, Polarböden, Salzwerken, Salzseen und heißen Schwefelquellen leben. Um zu überleben, haben sie originelle Stoffwechselpfade und extrem stabile Enzyme mit ungewöhnlichem Wirkungsspektrum entwickelt. ,,Extremophiles as cell factories", ein unter dem EU-Forschungsprogramm Biotech 2 gefördertes Projekt, zielt darauf ab, innovative Industrieanwendungen für diese bemerkenswerten Organismen zu entwickeln. Beschreibung, Wirkung und Ergebnisse Die Projektpartner haben neue stabile Enzyme mit Anwendungen insbesondere in der Lebensmittel-, Chemie-, Pharma-, Papier-, Waschmittel- und Textilindustrie identifiziert. Für die Papierherstellung fanden sie Biokatalysatoren, die bei pH-Wert 10 und 110 °C arbeiten. Für die Herstellung von Süßungsmitteln und Stärkeprodukten könnten hitzebeständige Amylasen und Nichtverzweigungsenzyme eingesetzt werden, deren Verwendung zu Energieeinsparungen führen, da wiederholtes Erhitzen (zur Auflösung der Stärke) und Abkühlen (für die Enyzmverarbeitung) nicht mehr erforderlich sind. Andere festgestellte ,,Extrem-Enzyme" ermöglichen eine einfachere und effizientere Produktion von Cyclodextrinen - neue Stärkederivate, die als Stabilisatoren und Medikamententräger fungieren. Für Gentechniker, die die Polymerasekettenreaktion verwenden, bieten extremophile Mikroorganismen neue, weniger fehlerhafte DNA-Polymerasen. Das Projekt brachte Proteinforschern neue Erkenntnisse über Strukturformen, die Enzyme stabilisieren, und wird ihnen helfen, hitzebeständige Enzyme für spezifische Anwendungen zu entwickeln. Extremophile Mikroorganismen sind auch wegen der kleinen Moleküle, die sie produzieren, wichtig: In erster Linie handelt es sich dabei um Stabilisatoren und grenzflächenaktive Stoffe, die für die Pharmaindustrie interessant sind. Organisation der Partnerschaft ,,Extremophiles as cell factories" ist ein großes Projekt und umfaßt 48 akademische, neun Industriepartner sowie die meisten europäischen Forschungsteams, die auf diesem Gebiet arbeiten. Dank guten Managements und guter Koordination konnte das Projekt Erfolge verbuchen: über 100 Publikationen und mehrere Patente. In seinem Fahrwasser wurden vier kleine Unternehmen gegründet, die ca. 40 Arbeitsplätze geschaffen haben.Und dies ist erst der Anfang: Die jungen Leute, die im Rahmen des Projekts ausgebildet wurden, werden von Unternehmen abgeworben, die sehr daran interessiert sind, die Möglichkeiten dieser faszinierenden Organismen für ihre Zwecke zu nutzen.