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2-Millionen-Euro-Projekt Forscher „dressieren“ Bakterien auf Wertstoffproduktion aus Kohlendioxid

| Redakteur: Dr. Jörg Kempf

Für die Produktion von Treibstoffen und Basischemikalien werden sie bereits erfolgreich eingesetzt: Mikroben. Allerdings muss hierfür ihr Hunger auf Zucker gestillt werden – was aufgrund der Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion umstritten ist. Ist Kohlendioxid eine „Futter“-Alternative? Ein Forscher-Team sagt ja.

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Acetogene (essigsäurebildende) Bakterien produzieren aus H2 + CO2 oder CO Essigsäure oder Ethanol. Zum Vergrößern der Grafik die Bildergalerie klicken ...
Acetogene (essigsäurebildende) Bakterien produzieren aus H2 + CO2 oder CO Essigsäure oder Ethanol. Zum Vergrößern der Grafik die Bildergalerie klicken ...
(Bild: Goethe-Universität Frankfurt / Institut für Molekulare Biowissenschaften)

Frankfurt – Kohlendioxid als Rohstoff für biotechnologische Verfahren ist als Alternative inzwischen in den Fokus gerückt. Die Goethe-Universität hat nun die Leitung eines europäischen Verbundprojekts übernommen, das die Entwicklung von Verfahren zur mikrobiellen, CO2-basierten Biotechnologie vorantreiben soll. Es wird in den nächsten drei Jahren mit zwei Millionen Euro gefördert.

„Diese anwendungsorientierte Arbeit ist eine logische Fortsetzung unserer jahrelangen erfolgreichen Bemühungen, den Stoffwechsel CO2-reduzierender acetogener Bakterien zu verstehen. Nun können wir beginnen, deren Stoffwechsel so zu lenken, dass sie für den Menschen interessante Wertstoffe und Treibstoffe produzieren“, so Volker Müller, Professor am Institut für Molekulare Biowissenschaften der Goethe-Universität. Er koordiniert das transnationale Projekt im Rahmen des European Research Area NETwork „Industrielle Biotechnologie“, in dem die deutschen Gruppen über das Bundesforschungsministerium (BMBF) finanziert werden. Damit hat die Goethe-Universität eine herausragende Stellung in der Entwicklung einer Zukunftstechnologie eingenommen.

Die besondere Gruppe der acetogenen Bakterien verarbeitet Kohlendioxid (CO2) in einem Fermentationsprozess, der von Licht und Sauerstoff unabhängig ist. Als Energieträger nutzen die Bakterien Wasserstoff (H2) oder Kohlenmonoxid (CO) oder eine Mischung aus beiden (Synthesegase). Allerdings erzeugen die Bakterien bei diesem Stoffwechsel nur sehr wenig Energie. Das schränkt die die Produktpalette der Gasfermentation dramatisch ein, so dass zur Zeit nur Essigsäure und Ethanol im industriellen Maßstab hergestellt werden können.

Das europäische Verbundprojekt hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, relevante acetogene Bakterien gentechnisch derart zu modifizieren, dass diese energetischen Barrieren überwunden werden können. Beteiligt sind die Goethe-Universität Frankfurt sowie die Universitäten in Ulm, Göttingen und La Coruna. Industriepartner ist der weltweit größte Stahlproduzent Arcelor Mittal.

Die mikrobielle, CO2-basierte Biotechnologie könnte zukünftig eine umweltfreundliche Alternative zur Wiederaufbereitung von Energie- und Kohlenstoff reichen Abfallgasen aus der Industrie bieten und die Abhängigkeit von Rohöl reduzieren. Die mikrobielle Fixierung und Umwandlung von CO2 in biologisch hergestellte Rohstoffe ermöglicht es zudem, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren.

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