Forschungszentrum weitet seine Bioökonomieforschung aus

“Mit dem Aufbau einer wissensbasierten Bioökonomie wollen wir den Wandel hin zu einer nachhaltigen Wirtschaftsweise vorantreiben. Das am Forschungszentrum Jülich vorhandene Bioecenomy Science Center wird gemeinsam mit den Projekten MIE und OptoSys neuartige Technologien für die Bioproduktion entwickeln. Durch die Zusammenarbeit mit benachbarten Universitäten stellt die Region hiermit ihre Innovationskraft eindrucksvoll unter Beweis”, sagte Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel. Im Helmholtz-Forschungsnetzwerk ​“Molecular Interaction Engineering” (MIE) arbeiten Wissenschaftler aus dem Forschungszentrum Jülich, dem Karlsruher Institute of Technology (KIT) und dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht an der Verbindung von modernen Werkzeugen der Biotechnologie und der Oberflächentechnologie. Das Ziel sind neuartige Technologien für die Bioproduktion. So sollen etwa biotechnologische Werkzeuge entstehen, die als ​“druckbare Biologie” in dünnen Schichten auf technischen Oberflächen oder in Form von mikrofluidischen Einheiten analog zu den gedruckten Schaltkreisen in der Elektronik realisiert werden. Die neuen Werkzeuge sollen für ein breites Einsatzspektrum (Lebensmitteltechnik, Molekularbiologie, medizinische Diagnostik und pharmazeutische Industrie) geeignet sein. Zu diesem Zweck arbeiten Biologen, Chemiker, Physiker und Ingenieure zusammen. Sie bringen Methoden der Biotechnologie, der Strukturbiologie, der Materialwissenschaften, der Prozesstechnik und der Computersimulation zusammen, um innovative, flexible und somit wirtschaftlich attraktive biotechnologische Lösungen anbieten zu können. Das Forschungsnetzwerk MIE wird gemeinsam koordiniert von Prof. Wolfgang Wiechert (Forschungszentrum Jülich) und Prof. Jürgen Hubbuch (Karlsruhe Institute of Technology). Das BMBF fördert die Forschung in Jülich mit rund 2,6 Millionen Euro. Den gleichen Betrag bringt das Forschungszentrum Jülich aus Eigenmitteln auf.

OptoSyS: Licht als Informationsträger für die Biotechnologie

Das noch relativ junge Fachgebiet der ​“Optogenetik” eröffnet völlig neue Möglichkeiten für Forschung und Industrie. Im Fokus stehen hierbei mit Licht gesteuerte molekulare Schalter und Sensoren, die eine Steuerung und Überwachung biologischer Prozesse in lebenden Zellen und Organismen ermöglichen. Im Verbundprojekt OptoSys arbeiten Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich daran, diese Methoden für biotechnologische Produktionsverfahren zu erschließen. Ziel des von Prof. Karl-Erich Jaeger koordinierten Forschungsverbundes ist es, einen optogenetischen Baukasten aus verschiedenen Lichtrezeptoren und fluoreszierenden Proteinen zu konstruieren, der es ermöglicht, biotechnologische Prozesse mithilfe von Licht zerstörungsfrei und in Echtzeit zu steuern und zu analysieren. Zum Leuchten angeregte Organismen sind dabei keine wissenschaftliche Spielerei. Im Projekt OptoSys sollen vielmehr neuartige fluoreszierende Proteine als Biosensoren Informationen über den pH-Wert, die Sauerstoffkonzentration oder bestimmte Stoffwechselprodukte anzeigen. Des Weiteren sollen neue sogenannte Photoregulatoren konstruiert werden, die auf Licht verschiedener Wellenlängen reagieren. Solche lichtempfindlichen ​“molekularen Schalter” spielen in der Natur eine wichtige Rolle. Sie ermöglichen es, das Ablesen bestimmter Abschnitte des Erbguts allein mit Licht an- oder abzuschalten und so den Ablauf biologischer Prozesse zu kontrollieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt mit knapp 3,3 Millionen Euro, von denen 1,36 Millionen auf das Forschungszentrum entfallen. Von den Ergebnissen erhoffen sich die beteiligten Forscher wichtige neue Erkenntnisse für die Grundlagenforschung, aber auch innovative Lösungen für biotechnologische Produktionsprozesse. Quelle: FZ Jülich