Bioinformatik-Tools für die Biotechnologie
Dabei setzt die Biotechnologie den Fokus auf neue Enzyme und Mikroorganismen, die sich für künftige neue Produkte und effizientere Prozesse nutzen lassen. Vor allem Proteine kommen in verschiedensten Verfahren zum Einsatz, etwa der chemischen Synthese von Enzymen, der Diagnostik, als therapeutische Proteine zur Heilung von Krankheiten und in der Industrie. Mit den rasanten technischen Fortschritten in der DNA-Sequenzierung lassen sich mikrobielle Genome inzwischen viel schneller entschlüsseln. Voraussetzung ist jedoch, Bioinformatik-Plattformen für die zügige Auswertung solcher Daten zusammenzuführen. Hierfür entwickelte das EU-finanzierte Projekt BIOLEDGE (Bio knowledge extractor and modeller for protein production) nun bioinformatische Modellierungsmethoden zur Integration und Interpretation dieser Daten. Damit werden Versuche zuerst in silico (Computermodell) durchgeführt, bevor kosten- und arbeitsintensivere Laborversuche stattfinden. Die prognostischen Modelle reduzieren Personalaufwand und Kosten und können auch mögliche Hürden aufzeigen. BIOLEDGE stellte unter anderem ein hochleistungsfähiges Computerprogramm für die biologische Modellierung und Data-Mining-Methoden zur Auswertung bioinformatischer Daten vor. Obwohl die Proteinproduktion im Vordergrund steht, können damit auch heterologe Daten zusammengeführt werden. Außerdem wurden metabolische Modelle der industriell genutzten Mikroben Trichoderma reesei und Komagataella pastoris erstellt, um das Design der Stämme und die Anzüchtung zu verbessern. Prognostische Modelle zu Ergebnissen biologischer Prozesse benötigen genomweite Daten. Auch müssen Zusammenhänge zwischen verschiedensten Faktoren in sämtlichen Proteinproduktionsprozessen im Vorfeld geklärt werden. Die künstlichen Proteinvarianten können die Palette an Proteinprodukten erweitern, insbesondere für biotechnologische Anwendungen. Gleichzeitig muss die Produktion hochwertiger Proteine gesteigert werden, was die Anforderungen an Datenanalysen und Vorhersagemodelle erhöht. Da die industrielle Biotechnologie für die europäische Industrie ein großer Wirtschaftsfaktor ist, werden die Erfolge von BIOLEDGE die Wettbewerbsfähigkeit steigern.
