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Zellfabriken auf Methanolbasis

Mikrobielle Zellfabriken verwenden Zucker und andere aus Lebensmitteln abgeleitete Rohstoffe als Substrate für die biotechnologische Produktion von Chemikalien. Ein methanol-basierte Wirtschaft als alternative Quelle für Kraftstoff und Einsatzmaterial wird in der wissenschaftlichen Gemeinschaft heiß diskutiert.
Zellfabriken auf Methanolbasis
Die Versorgung mit Methanol wird auf fossilen und nachwachsenden Rohstoffen basieren, die flexibel und nachhaltig sind. Allerdings fehlen methylotrophen (Methanolbasis) Bakterien in der Regel bestimmte günstige Eigenschaften, die für die industrielle Anwendung, wie mikrobielle Zellfabriken, notwendig sind. Zum Beispiel haben sie einen hohen Sauerstoffbedarf und verlangen ein technisch anspruchsvolles genetisches Engineering.

Das EU-geförderte Projekt PROMYSE (Products from methanol by synthetic cell factories) Projekt arbeitete an der Entwicklung von Methylotrophie bei nicht-methylotrophen Bakterien unter Verwendung von Konzepten aus der synthetischen Biologie. Für die biotechnologische Produktion kombinierte PROMYSE orthogonaler Modularisierung von Methylotrophie und die Nutzbarmachung von Methanol als allgemeinen Rohstoff.

Strategien der synthetischen Biologie kombinierten Entwicklung und Prüfung mit Prognosen und Modellierung, um neuartige Methylotrophen zu erzeugen. Ein wichtiger Erfolg des Projekts war die Erzeugung wertvoller Produkte aus Methanol anhand von etablierten biotechnologisch relevanten Wirten. Im letzten Schritt verwendeten die Forscher markiertes Methanol und zeigten, dass die neu konstruierten rekombinanten Stämme Methanol konsumieren und in Zellbestandteile integrieren könnten.

Die Partner von PROMYSE charakterisierten biochemisch sechs verschiedene Methanol-Dehydrogenasen und deren Aktivatorproteine. Um Methylotrophie einzubinden, übertrugen sie jede auf die drei ausgewählten nicht methylotrophen Wirte. Sie konstruierten rekombinante Bacillus methanolicus(Bm)-Stämme, die wichtige chemische Stoffe erzeugen, die in der Produktion von Biokunststoffen verwendet werden.

Die Ergebnisse des Projekts führten zu 22 begutachteten wissenschaftlichen Publikationen, zahlreichen Konferenzpräsentationen und einem Patent. Die Ausbildung junger Wissenschaftler, die Beteiligung von Partnern aus der Industrie und exzellente Wissensvermittlung werden alle dazu beitragen, die Bereitschaft für den Aufbruch in eine Wirtschaft mit Methanol als Hauptbestandteil zu schaffen.

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Schlüsselwörter

Methanol, methylotroph, Bacillus methanolicus, Methylobacterium extorquens, Plattformchemikalien, Methanol-Dehydrogenase
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