2021 · Editorial. 3 Technologie & Geschichte. Von den Wurzeln der Biotechnologie bis zum...

So kommt die Creme in den Topf!

Wissenschaftler arbeiten an einer eleganten Lösung ohne Lösungs-mittel Seite 14

Alles für den Nachwuchs

Wie der BIOKATALYSE2021-Cluster junge Forscher mit Schulungen fördert Seite 10

Im Gespräch

Dr. Ekkehard Warmuth über Trends, Visionen und Innovationen in der Biotechnologie

Seite 12

Wissensschatz | ClusterNews | Weiße Biotechnologie

Ausgabe Nr. 1

2021BIOKATALYSE2021 – Clustermagazin

nhe_080815_1123_BK21_Cm_mit_gcc.indd 1 18.08.2008 11:36:16

Editorial 3

Technologie & GeschichteVon den Wurzeln der Biotechnologie bis zum BIOKATALYSE2021-Cluster 4

Forscher aktuellGarabed Antranikian und Uwe Bornscheuer im Profil 5

Gottschalk-EckeGerhard Gottschalk über Neuigkeiten und Hintergründe aus den Clusterprojekten 6

BIOKATALYSE2021 im ProfilZentrale Technologie- und Serviceplattform, 2021-Cluster-Gremien 7

KarrierewegeChristine Lang über ihre Unternehmensgründung 8

KarrierewegeNachwuchs-Biotechnologe Kai-Oliver Mutz im Interview 9

Alles für den NachwuchsWorkshops & Summer School – Expertentipps für junge Wissenschaftler 10

Inhalt

In view of tomorrow

Wir legen unseren Fokus auf Innovationen. Forschung und Entwicklung

sind kundenorientiert. Wir entwickeln führende Marken und Technologien,

die das Leben der Menschen leichter, besser und schöner machen.

www.henkel.com :-)

Henkel_AZ_279_288_4C.indd 1 28.07.2008 15:36:46 Uhr


BIOKATALYSE2021 – Clustermagazin · Ausgabe Nr. 1

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Liebe Leserin, lieber Leser,

man nimmt sie häufig nicht wahr – aber Fakt ist: In jedem deutschen Haushalt finden sich biotechnologische Erzeug-nisse, etwa moderne Waschmittel, die sauberere Wäsche bei niedrigen Temperaturen versprechen. Ihnen werden Fett, Eiweiß und Stärke spaltende Enzyme beigemischt, welche Flecken schon bei 40 Grad Celsius zersetzen – und nicht erst bei 90 Grad. Wasser und Energie können so eingespart werden. Auch beim Aufbacken von Brötchen spielen Enzyme eine Rolle – oder bei der Herstellung von Medikamenten. Kurz, die Biotechnologie umgibt uns alle – ohne sie geht es heutzutage einfach nicht mehr. Durch sie können Herstellungsprozesse umwelt- und ressourcen-schonender ablaufen und giftige Abfallstoffe vermieden werden.

Das Schlüsselwort hierbei lautet immer wieder „En-zyme“. Als Biokatalysatoren eingesetzt werden sie in Zukunft eine noch größere Rolle in der chemischen In-dustrie spielen als bisher. Und da kommt der BIOKATA-LYSE2021-Cluster ins Spiel. Unser Leitbild „Nachhalti-ge Biokatalyse auf neuen Wegen“ unterstreicht unseren Willen, als interdisziplinäres Netzwerk die Zukunft zu gestalten und innovativ zum Wohl der Menschen tätig zu sein. Und dabei sind wir schon ein Jahr nach dem Start-schuss auf einem sehr erfolgreichen Weg. Über 25 Pro-jektvorschläge zählen wir bereits, einige davon sind schon erfolgreich gestartet, wie Sie etwa auf Seite 6 nachlesen können. Sie sehen: Der Motor Weiße Biotechnologie läuft auf Hochtouren.

Allen Projektpartnern ist bewusst, dass wir uns am Erfolg, also konkreten Ergebnissen, werden messen las-sen müssen. Ich bin aber sicher, dass wir mit unserem schlagkräftigen Konsortium zeigen können, welches Potenzial in der Weißen Biotechnologie steckt. KMUs, Global Play-er und wissenschaftliche Expertise, Letztere übrigens vorwiegend aus dem norddeutschen Raum, treffen in BIOKATALYSE2021 auf einzigartige Weise zusammen – und bringen Kontakte in die führen-den Zentren der Biokatalyse mit. Bis nach Japan laufen die Fäden, die auch über die fünfjährige Laufzeit unseres Clusters hinaus ein tragfähiges Netz bilden sollen. Und wir sind offen für weitere Partner und Projekte. Wenden Sie sich einfach an unser Cluster-Büro in Hamburg.

Wir wollen den biotechnologischen Acker nachhal-tig bestellen und reiche Ernte einfahren. Unser Ziel ist ganz klar: BIOKATALYSE2021 soll deutschlandweit

Firmenneugründungen provozieren. Denn wir brauchen mehr Gründer mit Mut, Gründer, die sich trauen, sich in diesem anspruchsvollen Wissenschaftsgebiet mit ih-ren Ideen durchzusetzen. Dass so etwas möglich ist, zeigt etwa Professorin Christine Lang. Im Interview auf Seite 8 beschreibt die Biologin ihren erfolgreichen Weg, den sie bei der Firmengründung von OrganoBalance beschritten hat.

BIOKATALYSE2021 soll lange wirken. „Verstetigung“ ist hier das Stichwort. Damit nach fünf Jahren Förderpe-riode nicht einfach alles vorbei ist, arbeiten wir an Kon-zepten, um die Ideen von BIOKATALYSE2021 auf eine dauerhafte Basis zu stellen. Hierzu haben wir mit dem Cluster-eigenen Gründerfonds und der Infrastruktur der TuTech Innovation GmbH die besten Voraussetzungen geschaffen.

Die Weiße Biotechnologie braucht qua-lifizierten Nachwuchs. Daher wollen wir junge Leute, wie beispielsweise Kai-Oliver Mutz von der Universität Hannover (im Interview auf Seite 9), für die spannenden

Fragestellungen aus der Biotechnologie begeistern. Mit unserem Clustermagazin 2021 wollen wir Sie ab jetzt re-gelmäßig darüber informieren, was bei uns passiert, wer die Akteure sind – und wie sie ihre Ziele verwirklichen.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß bei der Lektüre

Helmut Thamer

Im GesprächEkkehard Warmuth über Trends, Visionen und Innovationen der Biotechnologie 12

So kommt die Creme in den TopfForscher arbeiten an einem Verfahren, das ohne Lösungsmittel auskommt 14

Exklusive Ware aus JapanWie Garabed Antranikian mit dem Forschungsinstitut JAMSTEC kooperiert 18

Gut vernetztBIOKATALYSE2021 knüpft erste strategische Partnerschaften 20

Biotechnologie quo vadis?Workshop über das Zukunftsthema „Synthetische Biologie“ 21

Alles ClusterDie Gewinner des BMBF-Cluster-Wettbewerbs „BioIndustrie 2021“ 22

Impressum 22

GalaWenn Wissenschaftler kochen, Kleine Farbenlehre, Last Minute News, Cartoon 23

Editorial

„Wir brauchen qualifizierten Nachwuchs“

In view of tomorrow

Wir legen unseren Fokus auf Innovationen. Forschung und Entwicklung

sind kundenorientiert. Wir entwickeln führende Marken und Technologien,

die das Leben der Menschen leichter, besser und schöner machen.

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Etwa 2800 v.Chr. 1675 1780 1836 1907 1944 1953 1998 2004 2006

30.5.2007 19821977

Sieger des BMBF-Wettbewerbs „BioIndustrie 2021“ stehen fest. 5 Clusterinitiativen gehen an den Start

Erstes erhaltenes Schriftzeugnis der Bierherstellung auf einer mesopotamischen Keilschrifttafel

Der Niederländer Antonie van Leeuwenhoek identifiziert Bakterien mit dem von ihm erfundenen Mikroskop

Der Italiener Lazarro Spallanzani entdeckt, dass der Magensaft von Vögeln Fleisch verflüssigt

Theodor Schwann gewinnt das Enzym Pepsin in reiner Form

Mit dem Beizmittel OROPON kommt das erste kommerzielle Enzymprodukt in den Handel

Erste großtechnische Herstellung des Penicillins

Aufklärung der DNA-Struktur durch Watson und Crick

Großtechnische Produktion rekombinanten Humaninsulins

Erstmalige Gewinnung menschlicher embryonaler Stammzellen

Offizieller Abschluss des Human Genome Project

Start Cluster-Wettbewerb "BioIndustrie 2021“ des Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Mit Somatostatin wird erstmals ein menschliches Protein rekombinant exprimiert

Die Wurzeln der Biotechnologie reichen weit zurück in die früheste Menschheitsgeschich-te. Schon die Zucht spezieller Tierrassen und

Nutzpflanzensorten stellt eine frühe Form der Biotechno-logie dar; die ersten biotechnisch hergestellten Produkte im modernen Sinne dagegen sind Fermentationsprodukte wie Bier oder Käse, aber auch gegerbte Tierhäute.

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts stellten Wissenschaft-ler wie Lazarro Spallanzani, Gottlieb Kirchhoff oder An-selme Payen fest, dass Pflanzen und Tiere so genannte Fermente produzierten, die schon in kleinen Mengen che-mische Umwandlungen auslösen können. Im Jahr 1836 gelang es Theodor Schwann, einem Mitbegründer der Zellenlehre, das Enzym Pepsin rein zu gewinnen und zu untersuchen.

Das erste kommerzielle Enzympräparat für die indus-trielle Produktion gelangte bereits 1907 zur Serienreife. Aus den Bauchspeicheldrüsen von Schweinen isolierte der Chemiker Otto Röhm ein Beizmittel für Tierhäute, das binnen kurzer Zeit die bis dahin übliche unzuverläs-sige und geruchsintensive Kotbeize ersetzte. 1944 ging die erste großtechnische Penicillinproduktion in Betrieb. Voraussetzung für eine großtechnische Kultur war die Entdeckung eines Schimmelpilzstammes, der nicht nur an Oberflächen, sondern im ganzen Volumen eines Kul-turgefäßes wächst.

Das definierende Ereignis der modernen Biotechnolo-gie war jedoch die Aufklärung der DNA-Struktur durch Francis Crick und James Watson. Die Entdeckung des physischen Trägers der Erbinformation und die darauf folgenden Erkenntnisse der Molekularbiologie eröffneten der Biotechnologie ungeahnte Möglichkeiten der Mani-pulation von Organismen. Mit dem Wissen über Gene

Erbguts. Bis zu seiner Vollendung vergingen dreizehn Jah-re. Heute ist dergleichen fast schon Routine: In Leipzig sequenzieren Forscher derzeit das Genom unseres nächs-ten Verwandten, des seit 30.000 Jahren ausgestorbenen Neandertalers.

Trotz der beeindruckenden Erfolge der letzten drei Jahrzehnte steht die Biotechnologie erst am Anfang ihrer Karriere. Aktuelle hochdynamische Forschungsthemen wie Stammzellen, die Biokatalyse mit nachwachsenden Rohstoffen als Ersatz für Erdölprodukte oder auch die gezielte Züchtung angepasster Nutzpflanzen deuten auf eine Zukunft, in der die Biotechnologie den Alltag der Menschen prägt, wie es im 20. Jahrhundert die Chemie getan hat.

Dies wird auch europaweit so gesehen: In dem soge-nannten „Cologne Paper“ wurden am 30. Mai 2007 vom BMBF in Köln während der Konferenz „En Route to the Knowledge-Based Bio-Economy“ die Ergebnisse von sechs Workshops mit anerkannten Experten aus Wissen-schaft und Industrie dargestellt und die Perspektiven der wissensbasierten Bio-Ökonomie innerhalb der nächsten 20 Jahre skizziert.

Der im Jahr 2007 entschiedene zweistufige BMBF-Cluster-Wettbewerb „BioIndustrie 2021“ trägt dazu bei, Ideen und Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Wei-ßen Biotechnologie aus Hochschulen und Forschungsins-tituten schneller als Produkte auf den Markt zu bringen. Als Teil der Hightech-Strategie der Bundesregierung wer-den bis 2011 bis zu 60 Millionen Euro an Fördermitteln in diesen Bereich der Biotechnologie fließen. Mit zusätz-lichen Mitteln aus der Wirtschaft sollen Forschungs- und Entwicklungsprojekte in einem Gesamtvolumen von über 150 Millionen Euro finanziert werden.

Technologie& Geschichte

Und er genas; denn nicht war sterbliches Los ihm beschieden.Schnell wie die weiße Milch von Feigenlabe gerinnet,Flüssig zuvor, wann in Eil‘ umher sie dreht der Vermischer:Also schloß sich die Wunde sofort dem tobenden Ares. Homer: Ilias, fünfter Gesang

und ihre Regulation wurde es möglich, Erbgut zwischen ganz und gar unterschiedlichen Lebensformen zu trans-ferieren und beliebige Proteine von einfach zu züchten-den Bakterien herstellen zu lassen. Als erster menschlicher Erbgutschnipsel wurde 1977 das Gen für das Hormon Somatostatin in ein Bakterium überführt und das Protein rekombinant exprimiert.

Danach ging es Schlag auf Schlag: 1980 wurde – nach langem Rechtsstreit – ein Patent auf ein Öl absorbierendes Bakterium erteilt, im gleichen Jahr entdeckten Forscher, dass sich Agrobacterium tumefaciens als Genfähre zur Manipulation von Nutzpflanzen eignet. Transgene Nutz-pflanzen werden – nach zehnjähriger Vorbereitung – seit 1996 kommerziell eingesetzt. Ihre Anbaufläche ist seither jedes Jahr um zweistellige Prozentzahlen angewachsen.

Mit der Herstellung von Humaninsulin durch modi-fizierte E. coli begann 1982 die Ära der industriell pro-duzierten rekombinanten Proteine. Im Jahr 1988 erteilte das US-amerikanische Patentamt das erste Patent auf ein gentechnisch verändertes Säugetier. Zur gleichen Zeit begannen die ersten Experimente, höhere Tiere zu klo-nen, Versuche, die 1994 zur Erzeugung des berühmten Klonschafes Dolly führten. Vier Jahre später wiederum gelang es erstmals, menschliche embryonale Stammzellen zu gewinnen.

Während dieser Pionierphase arbeiteten andere For-scher daran, die Basis für die systematische Manipulation ganzer Genome zu bereiten: Das Ziel war die vollständige Sequenzierung ganzer Genome. Beginnend mit einfachen Viren arbeiteten sich die Forscher Schritt für Schritt zu höheren Organismen vor. 1990 startete das ehrgeizigste Projekt dieser Art: das Human Genome Project, die Ent-schlüsselung der genauen Basenabfolge unseres eigenen



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Die Weiße Biotechnologie wäre ohne Enzyme undenkbar. Sie ermöglichen Reaktionen und Prozesse, die mit klassisch-chemischen Metho-

den nur mit großem Aufwand durchzuführen wären. Die biologischen Helfer haben nur einen Nachteil: Sie sind ziemlich empfindlich. Wird es zu heiß, zu sauer oder zu salzig, stellen sie ihre fleißigen Dienste einfach ein.

Für viele Reaktionen sind normale Biokatalysatoren daher ungeeignet. Doch es gibt eine Lösung: Egal wie ex-trem die Bedingungen, so lange flüssiges Wasser existieren kann, gibt es auch Bakterien, die sich unter diesen Um-ständen erst richtig wohl fühlen. Und diese so genannten Extremophilen beherbergen Enzyme, die unter den unge-wöhnlichen Umständen hervorragend funktionieren.

Garabed Antranikian von der Technischen Universität Hamburg-Harburg hat sich der Jagd auf diese Organismen und ihre nützlichen Makromoleküle verschrieben. Seine Forschungsobjekte findet er an den unwirtlichsten Orten der Erde: in Kälte und Druck der tiefsten Tiefseegräben genauso wie in heißen vulkanischen Quellen. Einige von ihnen brauchen kochende Säure zum Überleben, andere sterben beim Kontakt mit Sauerstoff ab. Die Erforschung dieser ungewöhnlichen Wesen ist eine Herausforderung: Nur wenn die Bedingungen genau stimmen, zeigen sie, was sie können.

Haben Antranikian und sein Team einen Organismus gefunden, der eine interessante Reaktion durchführen kann, identifizieren sie das verantwortliche Enzym, iso-lieren es und untersuchen seine genauen Eigenschaften. Anschließend übertragen sie das Gen auf einen Wirtsorga-nismus wie Hefe, der das gewünschte Molekül in großen Mengen produziert.

In anderen Fällen müssen die Organismen selbst ans Werk. Dann können die Extrem-Enzyme zeigen, was sie können: Antranikian erforscht unter anderem, wie man spezialisierte Organismen zur Sanierung von verseuchten Böden einsetzen kann: Bestimmte Hitze oder Kälte lie-bende Mikroorganismen können zum Beispiel Bestand-teile von Ölen und Kraftstoffen abbauen.

Da die Biologie der Extremophilen enorm vielseitig und ihre Kultivierung damit kompliziert ist, sind die Möglich-keiten, die ihre exotischen Stoffwechsel bieten, noch weit-gehend unerforscht. Antranikian will mit seinen Arbeiten dieses Potenzial für Forschung und Industrie erschließen. Dass sich derartige Forschung lohnt, zeigt ein Blick in die Geschichte: 1993 erhielt der Biochemiker Kary B. Mullis den Chemienobelpreis für die Erfindung der Polymerase-Kettenreaktion. Herzstück dieses Verfahrens, das heute millionenfach in aller Welt eingesetzt wird, ist ein tem-peraturstabiles Enzym namens DNA-Polymerase – aus Thermus aquaticus, einem Extremophilen.

Forscher aktuellCluster-Köpfe und ihre Ideen im Fokus.Dieses Mal die Professoren Garabed Antranikian aus Hamburg und Uwe Bornscheuer aus Greifswald

Umweltverträglich, ressourcenschonend und be-zahlbar sollen die industriellen Herstellungs-prozesse von morgen sein. Wie sein Kollege

Antranikian sucht auch Professor Uwe Bornscheuer vom Institut für Biochemie der Universität Greifswald nach den richtigen Enzymen, die diesen Job künftig überneh-men können.

Der Anreiz ist jedenfalls groß: Schon heute bringen die Biokatalysatoren bei der Herstellung von Waschmitteln, Chemikalien oder Medikamenten entscheidende Vortei-le gegenüber herkömmlichen chemischen Katalysatoren. Bei manchen Prozessen können Wasser- und Energiever-brauch bis zu 80 Prozent reduziert werden – Abfall ent-steht so gut wie gar nicht mehr und falls doch, ist die-ser biologisch abbaubar. So schön dieses Beispiel ist, so schwer ist allerdings die Fahndung nach den Enzymen, so Bornscheuer. Um die Verfügbarkeit von Biokatalysatoren, die Herstellungsprozesse effektiv unterstützen können, zu gewährleisten, hat der Wissenschaftler daher die Suche automatisiert. Sein Ziel: ein umfassender Katalog für Bio-katalysatoren mit ihren jeweiligen Eigenschaften.

Schwerpunkte seiner Arbeit bilden zum einen das Pro-teindesign, eine Methode, bei der der Aufbau eines En-zyms durch einen Eingriff in sein Erbgut gezielt verändert

werden kann, und zum anderen die so genannte „Evoluti-on im Reagenzglas“, bei der durch Mutation die Struktur des Enzyms abgeändert wird.

Aus Tausenden von Kandidaten wird dann die beste Enzym-Mutante identifiziert und erneut der Mutagene-se und einem anschließenden Screening unterworfen. Der Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen. Genaue Kenntnisse der Struktur oder des Mechanismus des En-zyms sind hierzu nicht erforderlich, vielmehr verlassen sich die Forscher auf den evolutionären Verlauf des Prozesses. Durch Proteindesign sowie die gerichtete Evolution kön-nen so aus bereits bekannten Enzymen vollkommen neue Biokatalysatoren mit neuen Eigenschaften geschaffen wer-den – und zwar deutlich schneller als bisher.

Einige 1000 Variationen täglich testet Bornscheuer mithilfe von Screening-Robotern. Aber trotz des High-Tech-Einsatzes ist das empirische Herantasten eine lang-wierige Sache. Bornscheuer vergleicht seine Arbeit deshalb mit Lotto spielen. Das Finden eines besonders produkti-ven Enzyms kommt einem Millionengewinn gleich, die Suche danach sei kongruent zur Sucht, die sechs richtigen Zahlen auf dem Gewinnschein anzukreuzen. Wobei seine Trefferquote aber deutlich höher einzustufen sei als beim Lotto, versichert Bornscheuer.

Garabed Antranikian

Uwe Bornscheuer



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Unsere Forschungsprojekte fassen Ökonomie, Ökologie und soziale Aspekte zusammen – das macht sie meiner Meinung nach so attraktiv“,

sagt Professor Gerhard Gottschalk, Leiter des Labors für Genomanalyse an der Georg-August-Universität in Göt-tingen. Der renommierte Mikrobiologe, der neben wei-teren Größen der Branche im 2021-Lenkungsausschuss sitzt, soll dafür sorgen, dass jedes einzelne Projekt im Biokatalyse-Cluster ein Erfolg wird. Dazu bewertet Gott-schalk mit seinen Kollegen neue Projektanträge, schaut anschließend, ob auch alles so läuft, wie es geplant wur-de – und achtet akribisch darauf, dass Synergien zwischen den einzelnen Vorhaben auch genutzt werden.

„Wir wollen vor allem am Markt nachgefragte Produk-te und Technologien entwickeln, da muss natürlich alles stimmen“, sagt der Experte. Zum einen sind das die En-zyme und neue Technologien zu deren Herstellung – zum anderen die daraus hergestellten Konsumentenprodukte, wie beispielsweise Waschmittel, Klebstoffe, Aromen, Kos-metika oder Lebensmittel. Für beide Produktkategorien sehen die beteiligten Wissenschaftler und die eng in die Projekte eingebundenen Firmenpartner ausgezeichnete

Gottschalk-EckeNeuigkeiten und Hintergründe aus den Clusterprojekten

Marktpotenziale. Diese Einbindung sei überhaupt prägend für BIOKATALYSE2021, so Gottschalk: Die Projekte sind alle interdisziplinäre Kooperationen zwischen Part-nern aus Industrie, Hochschulen und Forschungseinrich-tungen. „Bisher bin ich sehr zufrieden“, sagt Gottschalk.

„Alles läuft gut an, ich hoffe natürlich, dass wir bald erste Ergebnisse erzielen können.“ Denn nicht nur für die Ma-cher von BIOKATALYSE2021 sind Erfolge wichtig. „Je-der Fortschritt, den man auf dem Gebiet der Biokatalyse machen kann, ist immer auch ein direkter Beitrag für die Umwelt“, sagt Gottschalk. Vor dem Hintergrund steigen-der Rohstoffpreise und der Verknappung von Ressourcen werde die Biotechnologie zum Motor nachhaltiger und umweltverträglicher Wirtschaft. „Insgesamt liegen über 25 konkrete Projektvorschläge vor“, berichtet Gottschalk. Zehn davon sind Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die in der ersten Antragsphase, im Oktober letzten Jahres, dem BMBF vorgelegt wurden. Sieben folgten im April dieses Jahres.

Weitere Anträge sind in Planung. „Bisher sind sieben 2021-Projekte vom Bundesministerium für Bildung und Forschung bewilligt worden“, freut sich Gottschalk.

Einige Projekte sind bereits vom Bundesministe-rium für Bildung und Forschung bewilligt worden – und erfolgreich gestartet. An dieser Stelle wollen wir Ihnen die Macher und ihre Ziele vorstellen. Weitere Informationen zu den BIOKATALYSE2021-Projekten finden Sie auf unserer Cluster-Website www.biokata-lyse2021.de

• In-situ Videomikroskopie zur Beobachtung und Optimierung von Proteinkristallisationen in der Auf-arbeitung

Partner: Sartorius Stedim Biotech GmbH, Göttingen (Koordinator); Institut für Technische Chemie der Leib-niz Universität, Hannover; European Molecular Biology Laboratory, Hamburg.Themenfelder: Proteinstrukturanalyse, Trennverfahren, Videomikroskopie, HTS-Proteinkristallisation

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines In-situ-Mikroskops, das zur prozessbegleitenden nicht-invasiven online-Analyse von Proteinkristallisationen eingesetzt werden kann.

• Innovative Plasmatechnologie zur Enzymimmobi-lisierung

Partner: neoplas GmbH, Greifswald (Koordinator); In-stitut für Biochemie der Ernst-Moritz-Arndt Universität, Greifswald; Syntrex Roth und Menyes GbR, Greifswald.Themenfelder: Enzymimmobilisierung, Aufarbeitung, immobilisierte Biokatalysatoren

Ziel des Projektes ist die Entwicklung von innovati-ven Immobilisierungsmethoden für Biokatalysatoren unter Verwendung von Gasentladungsplasmen.

• Entwicklung vollautomatischer Integrierter Bio-prozesse in einer industriekompatiblen Pilotanlage

zur Herstellung heterologer Enzyme mit Hefen Partner: Forschungs- und Transferzentrum Bioprozess-

und Analysentechnik der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (Koordinator); GEA-Westfalia Separator Industry GmbH, Oelde; Siemens AG, Karls-ruhe; optek-Danulat GmbH, Essen; VWR International GmbH, Darmstadt.Themenfelder: Integrierte Bioprozesse, vollautomatisierte modellgestützte Prozessführung, Herstellung rekombi-nanter Enzyme

Es soll ein vollautomatischer Ablauf zur optimalen und damit kostengünstigen Herstellung technischer Enzyme in Integrierter Prozessführung in einer Scale-down-Version eines industriellen Produktionsprozes-ses entwickelt werden.

• Stabile Enzyme für die Umsetzung von hochwerti-gen und ungewöhnlichen Substraten

Partner: Merck KGaA, Darmstadt (Koordinator); Bio-zentrum Klein Flottbek, Abteilung für Mikrobiologie und Biotechnologie der Universität Hamburg; Institut für Thermodynamik der Helmut-Schmidt-Universität Ham-

burg; Institut für Allgemeine Mikrobiologie der Christi-an-Albrechts-Universität Kiel.Themenfelder: Screening, Expression, Biokatalyse, selek-tive Produktaufarbeitung, Prozessentwicklung, stabile Oxidasen und Transferasen, Flavonoide in Lebensmitteln, Medikamenten und Kosmetika

Ziel des Projektes ist es, neue Enzyme zu identifi-zieren, die Flavonoide an definierten Positionen mo-difizieren.

• Biotransformation von L-Phenylalanin mit Phe-nylalanin-Ammoniumlyase aus Rhodotorula ssp. zur natürlichen trans-Zimtsäure

Dr. André Rieks – Labor für Enzymtechnologie GmbH, Uetersen (Koordinator); E-nema Gesellschaft für Biotech-nologie und biologischen Pflanzenschutz mbH, Raisdorf. Themenfelder: Biokatalyse, Prozessentwicklung, Aufar-beitung, antimikrobielle Wirkstoffe, Kosmetika, Lebens-mittel

Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Syn-these und Gewinnung natürlicher, hochreiner Zimt-säuren im technischen Maßstab.

Gerhard Gottschalk

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BIOKATALYSE2021 im Profil

In kleinen und mittelgroßen Unternehmen (KMU) sind oft, genau wie in vielen Universitätslaboren, nicht alle technischen Mittel vorhanden, die zur Verwirk-

lichung innovativer Projekte der Industriellen Biotech-nologie notwendig sind. Deswegen stellt die „Zentrale Technologie- und Serviceplattform“ den Clusterpartnern gezielt Ressourcen zur Verfügung, die für einen großen Teil derartiger Projekte essenziell sind.

Zu den mit dem Z-Projekt angebotenen Technologien gehören: ein zentrales Screening-Labor, in dem Substanz-bibliotheken systematisch nach Verbindungen durchsucht werden, die mit bestimmten Proteinen interagieren. Die Screening-Kapazitäten des Z-Projekts hängen eng mit dem weiteren Ausbau der Enzymsammlung (BiocatColl-ection) zusammen, die zusätzlich mit der vorhandenen MetaCatCollection Gen- und Metagenombanken auf biotechnologisch relevante Biokatalysatoren screent. In

der BiocatCollection stehen jetzt bereits über 250 meist rekombinante Enzyme zur Verfügung. Für die Durch-musterung von Umweltgenbanken ist seit kurzem ein Screening-Roboter im Einsatz, der in naher Zukunft Ver-stärkung durch einen Pick-Roboter erhält.

Zur Bereitstellung von Enzymen im präparativen Maß-stab betreibt die Zentrale Technologie- und Serviceplatt-form an der Technischen Universität Hamburg-Harburg bereits Fermenter mit Volumina von 1,5 bis 300 Litern sowie ein Proteinlabor zur Aufreinigung von rekombinan-ten Proteinen. Angestrebt wird, die Zeitspanne von der Isolierung eines Enzyms bis hin zu seiner Applikation zu verkürzen. Denn die benötigte Zeit beschränkt noch im-mer viele biotechnologische Projekte. Besonders die Pro-jekte, bei denen neue Enzymaktivitäten gesucht oder re-kombinante Proteine produziert werden müssen, werden von einem gut ausgestatten Proteinlabor profitieren.

Zentrale Technologie- und Serviceplattform für die Clusterpartner

ClustermanagementMit der Gesamtkoordination haben die Konsorti-

alpartner des Clusters BIOKATALYSE2021 Prof. Dr. Garabed Antranikian, Leiter des Instituts Technische Mikrobiologie an der Technischen Universität Ham-burg-Harburg (TUHH) und Dr. Helmut Thamer, Ge-schäftsführer von TuTech Innovation GmbH (TuTech), betraut. Beide werden unterstützt durch das BIOKATA-LYSE2021-Office unter der Leitung von Dr. Ralf Grote (TUHH) und Karin Meyer-Pannwitt (TuTech).

LenkungsausschussDie Qualität des Clusters BIOKATALYSE2021 wird

maßgeblich durch die Güte der einzelnen Projekte und den darauf aufbauenden Synergieeffekten bestimmt. Um dieses sicher zu stellen, wurde ein Lenkungsausschuss eingesetzt, der direkt der Clusterkoordination zugeord-net ist und dessen Aufgabe die Bewertung von neuen Projektanträgen und die Evaluation von laufenden Vor-haben ist.

Mitglieder des Lenkungsausschusses sind: Prof. Dr. Garabed Antranikian (TUHH), Prof. Dr. Gerhard Gottschalk (Universität Göttingen, Vorsitzen-

Cluster BIOKATALYSE2021 – Gremiender des Lenkungsausschusses), Prof. Dr. Bernhard Hau-er (BASF AG), Dr. Markus Kähler (Dr. Rieks GmbH), Dr. Ulrich Kettling (Süd-Chemie), Dr. Karl-Heinz Mau-rer (Henkel AG & Co. KGaA), Dr. Lutz Popper (Stern Enzym GmbH), Dr. Helmut Thamer (TuTech).

Technologie- und QuerschnittskoordinatorenDie Technologie- und Querschnittskoordinatoren scan-

nen die Clusterprojekte nach Entwicklungsergebnissen und/oder Methoden, die für andere Teilprojekte relevant sein könnten oder das Potenzial für Unternehmensgrün-dungen in sich bergen. Die Technologiekoordinatoren tragen damit zur Realisierung von Synergieeffekten im Cluster bei. Aktuell sind folgende Technologiekoordina-toren berufen:

• Screening & Enzymoptimierung: Prof. Dr. Uwe Bornscheuer, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

• Ionische Flüssigkeiten: Prof. Dr. Udo Kragl (Univer-sität Rostock)

• Biokatalyse: Prof. Dr. Andreas Liese (TUHH)• Prozessentwicklung & Aufarbeitung: Prof. Dr. Bernd

Niemeyer (Helmut-Schmidt-Universität Hamburg).Die Technologiekoordinatoren bilden jeweils entspre-

UetersenStade

Rostock

Raisdorf

Oelde

Nörten-Hardenberg

Niebüll

Neumarkt

Moosburg

Ludwigshafen

Köln

Kiel

Karlsruhe

Jülich

Holzminden

Hannover

Hamburg

Greifswald

GöttingenEssen

DüsseldorfDresden

Darmstadt

Bremerhaven

Bremen

Berlin

Ahrensburg

BIOKATALYSE2021 bündelt die Expertisen von derzeit 15 Großunternehmen, 18 kleinen und mittelständischen Firmen sowie 22 akademischen Forschungsgruppen und 7 Innovations- und Wirtschaftsförderagenturen. Der Cluster ist offen für weitere Partner & Projekte. In-teressenten sind herzlich willkommen.

chende thematische Arbeitsgruppen mit Partnern des Clusters aus Wirtschaft und Wissenschaft. Für Quer-schnittsaufgaben wurden folgende Koordinatoren be-nannt:

• Qualifizierung: Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg (Ja-cobs University Bremen) und Prof. Dr. Wolfgang Streit (Universität Hamburg)

• Berichterstatter für die Deutsche Plattform Weiße Biotechnologie: Prof. Dr. Andreas Liese (TUHH).

BeiratZur Einbindung des Clusters in das gesellschaftliche,

ökonomische und politische Umfeld sowie zur Einbin-dung in nationale und europäische Forschungsstrategien wurde ein Beirat berufen. Der Beirat besteht aus Per-sönlichkeiten aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und dem Finanzsektor.

Mitglieder des Beirates sind:Dr. Gottfried von Bismarck (Körber AG), Prof. Dr. Kurt Faber (Biokatalysezentrum Graz), Dr. Frank Schneider (HSH N Financial Markets Advisory AG), Prof. Nicholas Turner (Biokatalysezentrum Manchester), Dr. Albrecht Weiss (Cognis GmbH).

Im Hamburger Labor der Zentralen Technologie- und Serviceplattform steht modernstes Equipment für die Dienstleistungsaufträge der Cluster-Partner zur Ver-fügung. Ein Pipettierroboter erlaubt beispielsweise das Hochdurchsatzscreening von tausenden Biokatalysatoren. Die gefundenen Enzyme können anschließend in Bio-reaktoren im Maßstab von bis zu 300 Litern produziert und für weitere Tests bereit gestellt werden.

FORSCHUNGSEINRICHTUNGENHOCHSCHULENKMUGROSSUNTERNEHMEN LÄNDERAGENTUREN







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Frau Lang, die meisten Menschen wollen den Kontakt mit Bakterien um jeden Preis vermeiden. Sie haben eine Firma gegründet, mit der Sie gezielt nach Bakte-rien suchen. Warum?

Wir suchen nach Bakterien-Stämmen für die An-wendung im Lebensmittelbereich, in der Kosmetik, im Pharmabereich und in der Weißen Biotechnologie. Unser Ziel ist es, bei „guten“ Mikroorganismen Eigenschaften zu finden, die man für neue Produkte nutzen kann. Als gut bezeichnen wir zum Beispiel Milchsäurebakterien, die man aus dem Joghurt oder Sauerkraut kennt, oder Hefen zur Herstellung von Getränken. Im Idealfall sollten Bak-

terien mit einer positiven Wirkung über schädliche Keime dominieren. Mit den Kenntnissen, die ich aus der Mo-lekularbiologie und der Mikrobiologie mitgebracht habe, suchen wir in unserer Bakteriensammlung nach den Di-amanten.

Sind Sie schon fündig geworden?Wir haben einige Produkte, die in der Forschung be-

reits abgeschlossen sind und fast vor der Markteinfüh-rung stehen. Eines ist zum Beispiel die Entwicklung eines Milchsäurebakteriums für den Einsatz in Zahnpasta, im Mundwasser oder im Kaugummi, das ganz spezifisch ge-gen Kariesbakterien wirkt. Das hat den Vorteil, dass nicht die gesamte Mundflora abgetötet wird, denn ein steriler Mund ist auch nicht gesund. Wir haben einen Bakterien-stamm in unserer Sammlung gefunden, der in der Lage ist, die Oberfläche des Kariesbakteriums zu erkennen und es in Sekundenschnelle zu binden, so wie ein Magnet oder ein Klettverschluss. Das Kariesbakterium kann sich in diesem Zustand nicht mehr an die Zähne heften und wird einfach ausgespült.

Sie haben habilitiert und an der TU Berlin in Dritt-mittelprojekten geforscht. Warum sind Sie aus der akademischen Welt ausgebrochen?

Das war schon immer eine Gratwanderung für mich: Nach meiner Promotion habe ich für zehn Jahre in der chemischen Industrie gearbeitet, in der Abteilung Bio-technologie der Chemischen Werke Hüls. Danach bin ich wieder zurück an die Universität gegangen und habe dort eine wissenschaftliche Arbeitsgruppe aufgebaut. Dabei habe ich nie aus den Augen verloren, dass es beides gibt: akademische und angewandte Forschung. Vor etwa acht Jahren hatte ich dann das Gefühl, meine Wissbegierde an der Uni nicht vollständig stillen zu können.

Warum nicht? Ich will gar nichts gegen eine akademische Laufbahn

sagen, ich habe ja auch immer noch eine Professur an der TU. Grundlagenforschung zum Beispiel ist an der Uni-versität sehr gut aufgehoben. Aber irgendwann fand ich es spannender zu sehen, ob man aus einer bestimmten Idee auch ein Produkt machen kann. In der Wirtschaft hat man zwar mehr Verantwortung, aber auch mehr Frei-heiten. Ich hatte einfach Lust, das auszuprobieren – auch wenn ich nicht wusste, ob ich die geborene Unternehme-rin bin. So etwas kann man vorher gar nicht wissen.

Hört sich nach schlaflosen Nächten an.Zweifeln tut man immer. Die ersten anderthalb, zwei

Jahre waren wir schon sehr unsicher, ob wir das hinkriegen. In der ersten Phase, in der wir den Businessplan erstellten, hat uns die Technologie-Beteiligungs-Gesellschaft unter-stützt, die heute zur KfW Bankengruppe gehört. Nun ha-ben wir unglücklicherweise in einer Phase gegründet, als das Geld auf dem Finanzmarkt für Biotechnologie extrem schwer zu bekommen war. Wir haben dann deutlich län-ger als das geplante Jahr gebraucht, um eine Finanzierung auf die Beine zu stellen. Dabei sind wir zweigleisig gefah-ren: Zum einen haben wir unser Projekt bei Banken und Risikokapitalgesellschaften vorgestellt, zum anderen bei Industrieunternehmen um Kooperationen geworben.

Bei wem waren Sie erfolgreich?Am Ende bei beiden. Wir haben uns dann dafür ent-

schieden, kein Risikokapital aufzunehmen, sondern eine Forschungskooperation einzugehen. Als die ersten Pro-jektverträge zustande kamen, waren wir schon sehr er-leichtert. Von da an hatten wir eine Basis, auf der sich alles Weitere entwickeln konnte: neue Kontakte, neue Partner für weitere Forschungs- und Entwicklungskooperationen.

KarrierewegeProfessorin Christine Lang über „gute“ Mikroorganismen und ihre Unternehmensgründung

Christine Lang

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Prof. Dr. Christine Lang promovierte nach ihrem Studi-um der Biologie an der Ruhr-Universität Bochum zum Dr. rer. nat.. Nach Abschluss ihrer langjährigen Tätigkeit in einer Forschungsgesellschaft doziert sie an der Tech-nischen Universität Berlin, wo sie im Fach Mikrobiolo-gie und Molekulargenetik habilitierte. Im Jahre 2001 gründete Christine Lang die OrganoBalance GmbH.

Professorin Christine Lang über „gute“ Mikroorganismen und ihre Unternehmensgründung

Wodurch konnten Sie überzeugen?Zum einen haben wir als Ziel nicht ausschließlich den

Pharmamarkt mit seinen langen Zulassungszeiten ge-wählt. Wir haben uns ganz bewusst auch mit Lebensmit-teln, Tiernahrung und Kosmetik beschäftigt: Märkten, in denen man schneller mit einem Produkt Fuß fassen kann, auch wenn die Margen dort vielleicht kleiner sind. Aber für uns war es wichtig, schon mittelfristig Erfolg zu haben. Außerdem haben wir sehr früh kundenspezifisch gearbeitet. Wir sind in die Firmen gegangen, haben mit den Leuten diskutiert und konnten uns deshalb schnell an den Wünschen auf dem Markt orientieren. Das war entscheidend für unseren Erfolg.

Im 2021-Interview erzählt Kai-Oliver Mutz, Life Sci-ence-Student an der Universität Hannover, wie er zur Biotechnologie gekommen ist, wo er damit hin will – und wie das Studium für ihn gelaufen ist.

Herr Mutz, wie sind Sie zum Biotechnologen geworden?Na ja, ehrlich gesagt, bin ich ja noch gar nicht ganz

fertig mit meinem Studium. Damals wollte ich eigentlich Chemie oder Biochemie studieren. Deshalb habe ich zu Anfang auch einen Schnupperkurs der Universität Han-nover zu den beiden Studiengängen mitgemacht. Und da wurde dann auch zufällig die Fachrichtung Life Science

vorgestellt. Tja, ich war sofort interessiert. Die Bioreakto-ren haben gleich meine Fantasie beflügelt. Das sah so aus, als könnte ich meine Leidenschaft für Schraubertätigkei-ten mit dem Interesse für Biologie verbinden.

Das heißt, Sie haben sich dann für den Studiengang Life Science beworben?

Ja, genau. Ich war damit 2003 im ersten Jahrgang des neuen Bachelor-Studiengangs. Wenn man so will durch einen Zufall. Aber einen sehr glücklichen. Bis heute habe ich die Entscheidung nicht bereut.

Fiel Ihnen das Studium, jedenfalls bis jetzt, denn leicht?

Ich musste schon viel pauken, aber insgesamt hatte ich keine größeren Probleme. Die Grundlagenfächer, also Mathe, Physik, Biologie und Chemie, bauten zunächst auf Schulwissen auf. Dann ging es aber schnell ans Ein-gemachte. Was manchmal etwas trocken wurde. Mathe wurde sehr schnell sehr anspruchsvoll. Das Fach hatte ich aber als Leistungskurs. Manche meiner Kommilito-nen mussten da ganz schön kämpfen. Spannend wurde es dann in den Hauptfächern.

Und das waren welche?Molekularbiologie, Bioprozesstechnik, Bioinformatik

und Nährstoffchemie. Damit ging es dann im Mastermo-dul nach einer kurzen Wiederholung auch gleich intensiv weiter. Wir hatten sogar im Nachhinein betrachtet Glück. Normalerweise muss man zwei der Hauptfächer als Ver-tiefung belegen. Von den anderen beiden bekommt man dann nicht mehr viel mit. Da wir aber wenige Studen-ten waren, konnten unsere Dozenten uns alle in jedem Hauptfach intensiv betreuen. Wir haben jetzt in allen Be-reichen ein solides Grundlagenwissen.

„Uns stehen alle Türen offen“ – Kai-Oliver Mutz

Kai-Oliver Mutz

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Schulungen und Qualifizierungsmaßnahmen für die Verbundpartner gehören zum festen Bestandteil von BIOKATALYSE2021, um den Wissenstransfer

im Cluster zu fördern. „Dadurch können Synergieeffekte noch direkter entstehen“, sagt Helmut Thamer, Cluster-manager von der TuTech Innovation GmbH. Zusätzlich werde so auch der allgemeine Ideenaustausch gefördert und das Netzwerk gestärkt. Im Rahmen der Qualifizie-rungsmaßnahmen werden ein bis zwei Cluster-Schulun-gen pro Jahr durchgeführt.

Bereits Ende dieses Jahres startet eine erste Workshop-reihe zum Thema „directed evolution“. Sie wird angebo-ten von Uwe Bornscheuer vom Institut für Biochemie der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald und richtet sich an Doktoranden der Life Sciences – nicht nur aus dem Cluster. Die Organisatoren erhoffen sich damit, den Know-how-Transfer innerhalb des Clusters zu stärken.

Auch Ulrich Schwaneberg, Profesor im Department of Biochemical Engineering der Jacobs University Bremen, ist schon aktiv: Er bereitet eine zweiwöchige „Summer School Biokatalyse“ nach dem Vorbild des Massachusetts Institute of Technology (MIT) vor. Im Sommer 2009 soll das durch das Bundesforschungsministerium geförderte Projekt starten. Schwanebergs Ziel ist es, Nachwuchswis-senschaftler aus den Naturwissenschaften mit Ingenieur-wissenschaftlern interdisziplinär gemeinsam arbeiten zu

lassen. Die bis zu 30 Teilnehmer werden im Information Resource Center der Jacobs University Bremen forschen können. Das sei ideal, so Schwaneberg, denn die neuen Räumlichkeiten sind speziell für Konferenzen und Schu-lungen konzipiert worden.

Neben den Schulungen sind auch Programme zur Neu-gründung von Unternehmen geplant. „In den im Cluster BIOKATALYSE2021 durchgeführten FuE-Projekten werden mit Sicherheit Existenzgründungs-Potenziale ent-stehen, die wir gemeinsam mit den Projektpartnern sys-tematisch umsetzen wollen“, so Thamer. Mit regionalen, nationalen und privaten Pre-Seed- und Seed-Finanzie-rungsmöglichkeiten wird BIOKATALYSE2021 diese Un-ternehmensgründungen effizient unterstützen. „Für Grün-der haben wir jederzeit ein offenes Ohr“, sagt Thamer.

Information und Anmeldung:

BIOKATALYSE2021-Officec/o TuTech Innovation GmbHHarburger Schloßstraße 6-12, 21079 HamburgTel.: 040 76629-6344 | Fax: 040 76629-6119E-Mail [email protected] www.biokatalyse2021.de

BIOKATALYSE2021 Technologie- und Querschnittskoordinatoren, Cluster-Management und -OfficeKarin Meyer-Pannwitt (TuTech), Dr. Stefanie Peper (Helmut-Schmidt-Universität Hamburg in Vertretung für Prof. Dr. Bernd Niemeyer), Prof. Dr. Wolfgang Streit (Universität Hamburg), Prof. Dr. Uwe Bornscheuer (Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald), Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg (Jacobs University Bremen), Dr. Helmut Thamer (TuTech), Prof. Dr. Andreas Liese (Technische Universität Hamburg-Harburg (TUHH)), Prof. Dr. Garabed Antranikian (TUHH), Dr. Ralf Grote (TUHH) (von oben von links nach rechts)

Alles für den Nachwuchs

Hilft Ihnen dieses Wissensplus jetzt bei Ihrer Master-arbeit?

Ja, auf jeden Fall! Ich beschäftige mich mit neuen Ein-satzmöglichkeiten von optischen Sensoren in der Biotech-nologie. Da kommen alle Hauptfächer zusammen. Es geht um die Diffusionsmessung von Sauerstoff über Membra-nen mit einem optischen nicht leitenden Fluoreszenzfarb-stoff. Wenn diese Substanz Sauerstoff bindet, sendet sie auf sie auffallendes Licht mit einer veränderten Wellenlänge wieder zurück. Diesen Unterschied kann man messen.

Haben Sie da schon Kontakte zu Unternehmen ge-knüpft?

Nein, konkret zu meiner Arbeit noch nicht. Momen-tan plane ich da auch eher eine weitergehende Promotion. Aber während des Studiums kann man leicht solche Fir-menkontakte knüpfen. Ich war zum Beispiel bisher jedes Jahr auf der BIOTECHNICA. Da kommt man immer mit den Unternehmen ins Gespräch. Trotzdem würde ich mir persönlich noch mehr Präsenz von den Firmen der Branche direkt im Studium wünschen.

Würden Sie Ihr Studium denn weiterempfehlen?Auf jeden Fall. Vor allem die gute Betreuung war und

ist Gold wert. Ich denke, mit dem breiten Wissen kann man viel anfangen. Uns Absolventen stehen im Prinzip alle Türen auf dem Weg in die Biotechnologie offen.

Workshops & Summer School – jetzt anmelden!Professor Uwe Bornscheuer und Professor Ulrich Schwaneberg geben Expertentipps und teilen ihren Wissensschatz mit jungen Forschern

Das Informationsportal im Web wurde auf Ini-tiative des BMBF gestartet. Ob Forschung, Förderung, Wirtschaft, rechtliche Grundla-

gen oder Studium – eine Vielzahl von Daten und Fak-ten stehen hier zur Verfügung. Forscherporträts geben über Motivationen, Ziele und Karrieren Aufschluss und verleihen der Wissenschaft ein Gesicht.

biotechnologie.de – Die deutsche Biotechnologie auf einen Blick

www.biotechnologie.de

Die 2021-Redaktion empfiehlt:

Kai-Oliver Mutz bei der Arbeit



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Die Biotechnologie steht heute vor ebenso großen, wenn nicht größeren Entwicklungschancen wie die Informations- und Kommunikations-

technologie mit der Einführung gedruckter Schaltungen in der Mikroelektronik in der Vergangenheit. Größeren Herausforderungen auch deshalb, weil sie praktisch alle Lebensbereiche des Menschen berührt: Gesundheit mit neuen Diagnostik- und Therapieverfahren und wirksa-meren Medikamenten, Ernährung mit gesünderen Lebensmitteln, Energie und Mobilität mit neuen Verfahren zur solaren Nutzung und mit Ener-gieträgergewinnung aus biologischen Abfällen, chemischen Produktionen mit biologischen Verfahren zur Gewinnung von Werk- und Wirkstoffen und umweltgerechte Integration in den Stoff- und Energiekreislauf der Natur, um nur einige zu nennen. Zu so aktuellen Themen, die uns noch länger be-schäftigen werden, wie die Anpassung an den Klimawan-del, die Ressourcenknappheit, dazu die stetig wachsende und alternde Bevölkerung, wird die Biotechnologie von morgen unverzichtbare Beiträge liefern.

Wo wir hin müssen ist, die Fähigkeiten für die bio-logische Stoff- und Energieumwandlung innerhalb ei-ner lebenden Zelle auf deren Nanoskala und in ihrem Fließgleichgewicht ingenieurmäßig zu begreifen und für technische Produktionen zu nutzen. Die Genetiker sind auf dem besten Wege, die „Sprache der Gene“, die genetische Information, das heißt die Blaupausen für die biologischen Bauteile, Funktionen und Prozesse zu verstehen, einschließlich deren biologischer Mess-, Steu-er- und Regelungstechnik (teilweise noch als „junk in-formation“ bezeichnet). Die größte Aufgabe wird darin bestehen, den Algorithmus, der der Codierung der gene-tischen Information zugrunde liegt, aufzuklären – dies wird voraussichtlich, ähnlich wie bei der Teilchenphysik, zu einem völlig neuen Kapitel in der Mathematik füh-ren. Die quantitativen Grundlagen und Gesetzmäßigkeiten der Biologie zu erkennen, die bislang nur mit allen Erscheinungsformen der biologischen Evolution, wie Variabilität, Vervielfältigung, Selektivität bis hin zur Selbstorganisation biologischer Systeme in ihrem komplexen Gesamtzusammenhang lediglich qua-

Im GesprächDr. Ekkehard Warmuth ist Leiter des Referats Biologische

Forschung und Technologie des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in Berlin und vergibt seit Jahrzehnten bundes-

weit Fördermittel für die Biotechnologie. Es dürfte kaum ein deutsches Bio-technik-Unternehmen geben, dessen wissenschaftliche Konzepte und Business-pläne Warmuth nicht kennt. Für 2021 spricht er über seine Vision der Biotechnologie

Kompartiment Syntheseschritte durchführen. Das sind die technologischen Ansätze für die neue Generation von Bioreaktoren, die heutige Biofermenter in 15 bis 20 Jahren ablösen werden. Und genau dann, nämlich in den Jahren 2020 bis 2030, werden wir diesen nächsten großen Schritt in der Biotechnologie auch dringend brauchen. Fermenter von heute werden dann abgeschrieben sein und in ihrer batch-Bauweise nicht mehr ersetzt werden. Die Bioindus-trie wird ähnliches Ausmaß annehmen wie die Chemie-industrie zur Blütezeit der Petrochemie. Ganze Anlagen-komplexe mit Dutzenden von Syntheserobotern werden zum Standard.

In der Regenerationsmedizin werden Organe, wie Le-ber, Niere oder das Herz, in kleinen Reaktoren individu-ell verträglich gezüchtet. Teile der ganzen medizinischen Versorgung werden mit Hilfe der Biotechnologie auf das Individuum hin zugeschnitten: Letzte Produktions-schritte von Medikamenten werden auf der Basis indus-triell gefertigter Leitsubstanzen dezentral auf den Etagen der Krankenhäuser für den Patienten maßgeschneidert.

Schon heute macht man die ersten Schrit-te in die richtige Richtung: Proteine und Zucker sind dort der Schlüssel. Jede Zelle hat eine Adresse. Mit dem Forschungsfeld der Glykobiologie versucht man die An-schrift der Zelle zu entschlüsseln und die Wirkstoffe entsprechend zu codieren.

Auf der Landkarte zu diesen Visionen befinden sich noch viele weiße Flecken, in der wissenschaftlichen und industriellen Grundlagenforschung, in der angewand-ten Forschung und bei der technologischen Entwick-lung. Deutschland ist mit seinem hoch differenzierten Forschungssystem gut gerüstet. Die NS-Zeit, der Zweite Weltkrieg und die Nachkriegszeit hatten riesige Lücken in die biologische Forschung gerissen. Seit Max Delbrück zusammen mit seinem Musterschüler Carsten Bresch 1960 das Institut für Genetik an der Universität zu Köln aufbaute, haben wir in der Biologie aufgeholt. Dieses erste molekulargenetisch-orientierte Forschungsinstitut in Deutschland hatte Strahlkraft – und zog die Grün-dung vieler weiterer solcher Institute in der Max-Planck-Gesellschaft und Lehrstühle an den Hochschulen nach sich. Heidelberg, Köln, München und Berlin gründeten Anfang der 80er Jahre Gen-Zentren. Parallel dazu begann

litativ beschrieben werden können, ist die enorme Her-ausforderung an Wissenschaft und Forschung in diesem Jahrhundert. Die noch unbekannten Gesetze und wissen-schaftlichen Erkenntnisse anzuwenden, wird dann die größte Herausforderung an die Ingenieure und die Tech-nik. Die Biologie muss, wie vor ihr Physik und Chemie, zur exakten Naturwissenschaft reifen. Hiervon sind wir noch weit entfernt.

Als ich mich Ende der sechziger, Anfang der siebziger Jahre während meines Chemiestudiums der diszip-linenübergreifenden Biotechnologie zuwandte, existierte von der Organis-

menzelle noch die Vorstellung, sie sei ein Enzymsack, in dem die Proteine als Biokatalysatoren frei herum-schwimmen. Heute wissen wir natürlich, dass eine Zelle hoch organisiert ist in einer Vielzahl spezialisierter und spezifisch zusammenwirkender Organzellen und durch Kompartimente, mit Membranen gestützt, abgegrenzt in biologischen Funktionseinheiten. Diesen Prozess der Organisation zu verstehen – und dann auf den notwendigen Umwandlungsprozess minimalisiert aus der Zelle herauszulösen – wird die Voraussetzung für die „gedruckte Schaltung“ in der Biotechnologie. Man re-duziert die Produktionselemente technisch auf das unbedingt Notwendige, um Stoff- und Energieumwandlungsprozesse zu konstruieren, sei es in der „Minimalzelle“, einer Kanüle, der Mikrotiterplatte oder auf Synthesechips, auf Wafern oder in ganzen organ-ähnlichen Racks.

Durch die fortschreitenden Entwicklungen der Mik-rosystemtechnik, der Mikroproduktionstechnik, durch Automatisierung und Miniaturisierung rückt die nächste

Generation von Bioreaktoren in greif-bare Nähe. Bei analytischen Biochips gibt es enorme, technisch handhabbare Entwicklungen an der Schnittstelle von Biologie und Physik. Die Mikroelekt-ronik produziert „Lab-on-Chip“-Tech-nologien. Bei der Proteinbiosynthese

lassen sich im Labor auf 15 mal 15 Millimeter Matrizen mit 5625 Kapillaren als Reaktionsraum in einem Ge-samtvolumen von 22 Mikrolitern bei 3,9 Nanoliter pro

„Die Biologie muss zur exakten Naturwissen-

schaft reifen“

„Die Biotechnolo-giebranche

istInnovationstreiber“

„2020 bis 2030 werden wir den nächsten gro-ßen Schritt dringend

brauchen“



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Dr. Ekkehard Warmuth ist Leiter des Referats Biologische Forschung und Technologie des Bundesministeriums für Bildung

und Forschung (BMBF) in Berlin und vergibt seit Jahrzehnten bundes-weit Fördermittel für die Biotechnologie. Es dürfte kaum ein deutsches Bio-technik-Unternehmen geben, dessen wissenschaftliche Konzepte und Business-pläne Warmuth nicht kennt. Für 2021 spricht er über seine Vision der Biotechnologie

die Bundesregierung mit der Förderung der Kommerzialisierung der Biotechno-logie. Zugegeben: zunächst mit recht wenig Erfolg. Mit dem Bioregio-Wettbewerb 1995 nahm die Sache dann aber Fahrt auf. Die junge Biotechno-logiebranche ist der Innovationstreiber für die che-misch-pharmazeutische Industrie und die Kliniken, so wie die Innovation in der Automobilindustrie durch deren Zuliefererindustrie heute schon zu 40 Prozent angetrieben wird. Bei der Biotechno-logie macht diese Rolle erst 4 Prozent aus. Da bleibt noch viel Entwicklungspotenzial für junge Gründer und Unternehmer.

In Hamburg startet nun ein For-schungsschwerpunkt über Biokatalyse. Die Ergebnisse werden in die Entwick-lungen der nächsten 15 bis 20 Jahre zusammen mit den Forschungsergeb-nissen aus den anderen Disziplinen zur Realisierung der Vision einer neuen Biotechnologie einfließen.

Die Partnerschaft von Wirt-schaft, Wissenschaft und For-schungsverwaltung und der Wettbewerb um Fördermittel von der öffentlichen Hand und der Industrie sind wichtig, damit wir das Ziel einer, wie es kürzlich in einem Wirtschaftsar-tikel hieß, „schwarzen Biotechnologie“ errei-chen – nämlich einer, die wirtschaftlich schwarze Zahlen schreibt.

TrendsVisionen

Innovationen



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Ob Bakterienkulturen oder Enzyme, Biokatalysatoren sind bei der Herstellung von Zusatzstoffen für Kosmetikprodukte inzwischen Stand der Technik. In Hamburg und Duisburg jedoch arbeiten Forscher bereits an der nächsten Entwicklungsstufe, verkörpert durch ein vier Meter lan-ges, aufrecht stehendes Rohr, in dem eine Flüssigkeit schäumt und brodelt. Der Prototyp in Duisburg ist der ganze Stolz des Biotechnologen Professor Andreas Liese von der Technischen Universität Hamburg-Harburg. Zusammen mit seinen Mitarbeitern Dr. Lutz Hilterhaus und Jakob Müller will er diesen so genannten Blasensäulenreaktor als neues Konzept in der Biokatalyse etablieren. Der Wissenschaftler erforscht die biokatalytische Herstellung von langkettigen Estern: Ein Enzym verknüpft Alkohole und Fettsäuren zu Lipiden, die in Kosmetika zum Einsatz kommen. ❦ Auch Dr. Oliver Thum interessiert sich für diese Reaktionen. Thum ist Leiter der biotechnologischen Forschung der Essener Evonik Goldschmidt GmbH, die mit Bioka-talysatoren aus Naturstoffen wie Fettsäuren oder Zucker Komponenten für Kosmetika herstellt. Für den Hersteller ist ständige Innovation überlebens-wichtig, denn die Ansprüche von Kunden und Verbrauchern an die Produkte steigen ständig. Gesundheitlich unbedenklich sollen sie vor allem sein, aber auch natürlich, nachhaltig und billig. Seit 2004 arbeiten Thum und Liese, zuerst gefördert durch die FNR (Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe), an der Entwicklung eines neuen Reaktortyps, in dem man diese Reaktionen ohne teure und potenziell giftige Lösungsmittel durchführen kann. ❦ Auch ein Unternehmen wie Evonik könne nicht jedes Know-how im eigenen Haus haben, erklärt Oliver Thum. Deswegen sind Kooperationen mit Forschern an Universitäten für den Innovationsprozess entscheidend. „Das Stichwort hier ist open innovation. Wir suchen uns für die Fragestellungen, an denen wir arbeiten, geeignete Experten.“ In diesem Fall Liese und als Dritten im Bunde den Mikrobiologen Professor Wolfgang Streit von der Universität Hamburg, der in der Welt der Einzeller nach neuen Biokatalysatoren fahndet. Gemeinsam haben sich die drei im Rahmen des Clusters BIOKATALYSE2021 um Fördermittel beworben, mit Erfolg. Ab dem ersten Juli fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung ihr Projekt mit mehreren Hunderttau-send Euro. Mit diesen Mitteln wollen die drei Wissenschaftler das neue Verfahren entwickeln und in der industriellen Produktion etablieren. ❦ Gerade für Kosmetikgrundstoffe bietet die lösungsmittelfreie Biokatalyse enorme Vorteile, die Liese gerne erläutert. „Die Menschen schmieren sich das ja auf die Haut, salopp gesagt. Deswegen muss man viele Chemikalien, die man während der Reaktion zugibt, aus dem Endprodukt aufwendig wieder entfernen. Besser also, wenn sie gar nicht erst hineinkommen.“ ❦ Doch ganz ohne Lösungsmittel auszukommen, ist eine beträchtliche Herausforde-rung. Gerade die langkettigen Verbindungen, aus denen die Wachsester hergestellt werden, sind zähflüssiger als normale Reaktionslösungen, sie

durchmischen sich schlechter und reagieren langsamer. Zu langsam für die Ansprüche eines Unternehmens, für das Reaktionszeit bares Geld bedeutet. Klassische Rührkessel lösen dieses Problem, schaffen jedoch ein neues: Die Scherkräfte zerstören den Biokatalysator. ❦ Die Lö-

sung ist Gas, viel Gas. Zusammen mit dem auf einem Trägergranulat immobilisierten Enzym werden die Ausgangsstoffe in ein aufrecht stehendes Rohr gefüllt – und dann wird Stickstoff hindurchgepumpt, dreizehn Kubikmeter pro Stunde, die einigen Aufruhr ver-

ursachen. Das Gemisch schäumt und spritzt und wird heftig durchmischt, ohne allerdings das Enzym zu beschädigen. ❦ Das ist jedoch noch nicht alles. Bei der Bildung des Reaktionsprodukts entsteht Wasser, und ab einer

bestimmten Wassermenge wird genauso viel Produkt vom Wasser wieder gespalten

An der Lösung ohne Lösungsmittel arbeiten:

❦

Gegenüberliegende Seite: Wolfgang Streit (Universität Hamburg), Oliver Thum (Evonik Gold-schmidt GmbH). Auf der nächsten Seite: Andreas Liese (TUHH), Jakob Müller (TUHH), Lutz Hilterhaus (TUHH).

So kommt die Creme in denTopf

!


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wie neu entsteht. Man kann diesen Gleichgewichtspunkt zu wesentlich höheren Ausbeuten verschie-ben, indem man das Wasser entfernt. Praktischerweise schleppt der Stickstoff das unerwünschte Reaktionsprodukt aus der Mischung heraus. ❦ Ein preiswürdiges Konzept, fand auch die Jury der Karl H. Ditze-Stiftung, die Lutz Hilterhaus nun für seine herausragende Dissertation ehrte. Doch noch, erklärt Liese, sei die Technik keineswegs perfekt, im Gegenteil. “Wir haben den Prototypen nach einer groben ersten Abschätzung gebaut.“ Jetzt hat er sich mit Jakob Müller als zweiten Doktoranden auf diesem Thema einen waschechten Ingenieur herangeholt, um das rationale scale-up zu bewältigen. ❦ Bis dahin wird es allerdings ein bisschen dauern, denn bislang ist das Verhalten solcher Systeme noch nicht gut genug verstanden. Bevor die neue Technik in der Produktion zum Einsatz kommen kann, müssen die Wissenschaftler zuerst einmal die Grundlagen für die Planung maßgeschneiderter Reaktoren schaffen. Die Forscher haben es mit einem hochkomplexen Mehrphasensystem zu tun, in dem eine große Menge verschiedener Parameter zusammenkommen. Als erstes Zwischenziel wollen die Projektpartner eine Reihe dimensionsloser Kennzahlen bestimmen, die das Verhalten des Systems unabhängig von der konkreten Anlagengröße beschreiben. ❦ Deswegen geht es jetzt erstmal zurück zu den kleinen Laboranlagen, mit denen alles angefangen hat. In diesen kleinen Modellsystemen kann man Größen wie Stofftransport über Phasengrenzen, Reaktionsgeschwindigkeiten und Stabi-lität der Enzyme einfacher messen und beschreiben als in großen Technikumsreaktoren. Außerdem will Liese das Reaktorkonzept auf hochviskose Reaktionsmischungen ausweiten. Das gegenwärtige Modellsystem, die Synthese von Myristylmyristat, sei noch recht dünnflüssig. „Auch die Prozessana-lytik bei derartigen Verfahren ist noch quasi im finsteren Mittelalter.“ Statt wie bisher Proben aus dem Reaktor zu ziehen, möchte er in Zukunft kritische Parameter wie die Säurezahl mit speziellen Sensoren online messen. ❦ Viel Arbeit also für die drei Projektpartner, aber auch eine große Chance. Die Biotechnologie, sagt Oliver Thum zum Abschluss, sei die Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhun-derts. Das haben schon viele gesagt. Andreas Liese, Oliver Thum und Wolfgang Streit haben sich vorgenommen, es Wirklichkeit werden zu lassen.


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Exklusive Ware aus Japan

Fast 50 Jahre sind vergangen, seit der Schweizer Meeresforscher Jacques Piccard und der Ameri-kaner Don Walsh mit dem Tauchboot Trieste bis

fast auf den Grund des Marianengrabens hinabtauchten. Auf gut 10.900 Meter Tiefe kamen die beiden Abenteurer, ein bis heute ungebrochener Rekord. Gelegen im Pazifik, mehr als elf Kilometer tief und damit die tiefste Rinne der Erde – der Marianengraben ist finster, kalt, unmenschlich und geheimnisvoll. Dort unten öffnen sich tiefe Gräben, gleich neben Vulkanen, Steilhängen und riesigen Gebirgs-systemen. Der Druck ist hier rund tausendmal größer als an der Wasseroberfläche, weshalb der tiefste Punkt der Erde zugleich einer der unwirtlichsten ist. Und trotzdem: Hier unten gibt es Leben. Weshalb der Marianengraben auf den Hamburger Mikrobiologen Garabed Antraniki-an eine ähnliche Faszination ausübt wie dereinst auf den Abenteurer Piccard und dessen Partner Walsh.

1951, ein knappes Jahrzehnt vor Piccards Rekordfahrt, wurde Antranikian, der einer armenischen Familie ent-stammt, in Jordanien geboren. Nach dem Biologie-Studi-um an der amerikanischen Universität in Beirut von 1970 bis 1976 und der Promotion am Institut für Mikrobiolo-gie und Genetik der Georg-August-Universität Göttingen 1980 habilitierte er 1988 im Fachgebiet Mikrobiologie. Seit 1989 ist Antranikian deutscher Staatsbürger – und

seit 1990 lehrt er als Professor für Technische Mikrobio-logie an der Technischen Universität Hamburg-Harburg, wo er seit 2003 das Institut für Technische Mikrobiologie leitet. Im Jahr 2004 wurde Antranikian mit dem Deut-schen Umweltpreis für seine Forschungen in der Weißen Biotechnologie ausgezeichnet.

Antranikians Forschungsschwerpunkt: extremophile Mikroorganismen. Das sind Kleinstlebewesen, die man in so lebensfeindlichen Umgebungen wie heißen Quel-len, schwefligen Vulkanen, Salzseen, arktischem Eis oder eben beinah unerreichbaren Meerestiefen findet – wie zum Beispiel dem Marianengraben. Mikroorganismen, die in solchen Verhältnissen überleben, müssen besondere Fähigkeiten haben. Und genau diese Fähigkeiten will An-tranikian technisch nutzbar machen.

Von der Weißen Biotechnologie erhofft sich die Wis-senschaft eine neue Form des Umweltschutzes – eine, die bereits in der industriellen Produktion ansetzt und öko-logische Probleme löst, bevor diese überhaupt entstehen. Dazu stellen Antranikian und seine Kollegen Enzyme her, die chemische Reaktionen provozieren und damit die Umwandlung von umweltschädlichen Stoffen ermögli-chen – in vielen Industrien, so die Hoffnung, sollen diese Enzyme Schadstoff-Filter irgendwann mehr oder weniger

überflüssig machen. Potenzielle Abnehmer finden sich zum Beispiel in der Chemie- oder der Pharmabranche.

Längst hat die Industrie das Potenzial der Weißen Bio-technologie entdeckt. Antranikian verweist auf moderne Waschpulver. Sie leisten heute mehr bei 40 Grad als früher bei 60 Grad, berichtet der 57-Jährige. Die Pulver arbeiten mit Enzymen, die Wissenschaftler wie Antranikian aus Bakterien gewinnen und dann gentechnisch vermehren. Ein anderes Beispiel ist das Chemieunternehmen BASF. Zur Herstellung des Vitamins B2 habe der Konzern früher ein achtstufiges Verfahren benötigt, berichtet Antraniki-an – nun komme BASF mit einem einstufigen biotech-nischen Prozess aus, wodurch sich der CO2-Ausstoß um

Der Mikrobiologe Professor Garabed Antranikian forscht an Mikroorganismen aus dem Marianengra-ben – dank der Unterstützung des japanischen Tiefsee-Forschungsinstituts JAMSTEC

Garabed Antranikian

Quelle: JAMSTEC



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fast zwei Drittel verringert habe. Das sei allerdings erst der Anfang, so Antranikian: Denn noch ist die Weiße Bio-technologie eine vergleichsweise junge Forschungsdiszip-lin. Die Potenziale extremophiler Mikroorganismen seien bei weitem noch nicht ausgeschöpft, sagt der Fachmann.

Um an mit Mikoorganismen versetzte Schlammpro-ben aus den Tiefen der Marianenrinne zu kommen, reis-te Antranikian nun sogar nach Japan. Auf der Halbinsel Shimokita traf er seinen Kollegen Professor Koki Hori-koshi, den Leiter des renommierten japanischen Tiefsee-Forschungsinstituts JAMSTEC. Die wissenschaftliche Zusammenarbeit beider Professoren gestaltet sich intensiv

und darüber hinaus freundschaftlich. Die Japaner waren auf den Hamburger Besuch und die Übergabe der Proben aus dem Marianengraben vorbereitet.

Mehrere Wochen waren sie unterwegs mit dem For-schungsschiff „Chikyu“ und sammelten Proben entlang des Grabens. Antranikian kennt die „Chikyu“ und weiß um das schwierige Unternehmen, mit dem unbemann-ten Tauchroboter „Kaiko“ den Grund des Grabens zu erreichen. Dafür wird Kaiko, ein so genanntes Remotely Operated Vehicle, vom Forschungsschiff aus mit einer Art Joystick auf Zentimeter genau dirigiert.

Bei dem Tiefseeschlamm, aus dem im Harburger La-bor potenziell wertvolle Mikroorganismen isoliert werden, handelt es sich um sozusagen exklusive Ware. Weitere Proben aus dem Marianengraben werden erst ab 2009 an andere Interessenten abgegeben. So genießt die Hambur-ger Technische Universität einen Forschungsvorsprung, an dessen Ende der Einsatz neu entdeckter Enzyme in der Industrie stehen könnte.

Schon früh erkannte der Mikobiologie-Professor, dass diese in extremen Umgebungen lebenden Mikroorganis-men außerordentliche Möglichkeiten in sich tragen. Als Nahrung kann ihnen jeder „Mist“ dienen. Vom Holz bis zum Erdöl, praktisch jedes Material verputzen sie. Selbst giftiger Industriemüll ist ihnen ein Leckerbissen. Gezüch-tet werden sie mittlerweile zur Reinigung von verseuchten Böden und Abwässern. Die Kunst und das Wunder be-stehen darin, im Harburger Labor die Enzymaktivitäten beispielsweise zum Abbau von Holz- oder Biomasse zu entdecken. Notwendig sind ein langer Atem und Kreati-vität. Denn allein das passende Futterangebot mobilisiert den Mikroorganismus.

„Damit es ihm nicht langweilig wird“, so Horikoshi, habe er seinem Freund Antranikian eine weitere Beson-derheit mit ins Gepäck gelegt: Eine Gesteinsprobe aus der Erdkruste vor der japanischen Insel Shimokita. An dieser Stelle ist die Erdkruste mit nur zehn Kilometern Durch-messer besonders dünn. In etwa 1200 Metern Wassertiefe bohrten sich die japanischen Meeresforscher Meter für Meter durch die Gesteinschichten. Auch die etwa meter-lange Probe – dick wie ein doppelter Besenstil – enthält Mikroorganismen, die der Enzymforscher mit Unterstüt-zung seiner wissenschaftlichen Mitarbeiter zurzeit zu ent-schlüsseln versucht.

Die bisher ältesten fossilen Bakterien wurden in 3,4 Milliarden altem Sedimentgestein gefunden. Die Probe aus der Erdkruste vor Japan dürfte mindestens 80 Millio-nen Jahre alt sein. Aus dem uralten Fundus des Planeten Erde schöpft der Leiter des TU-Instituts für Technische Mikrobiologie sein Arbeitsmaterial. Er nutzt das Potenzi-al der Natur: Mikroorganismen, ohne die wir Menschen nicht leben könnten, führt er einer umweltfreundlichen industriellen Anwendung zu. Aus der Tiefsee bis zur Technischen Universität Hamburg-Harburg und hinein in die Industrie – ein weiter Weg, der ohne Grundlagen-forschung und finanzielle Unterstützung seitens der Wirt-schaft nicht möglich wäre.

JAMSTECDas Tiefsee-Forschungsinstitut JAMSTEC (Japan

Agency for Marine-Earth Science and Technology) ist Japans erste Adresse in allen Fragen rund um das Meer und die Erdkruste. Mit ihren Aktivitäten will JAMSTEC die Grundlagenforschung auf ein neues Level bringen. www.jamstec.go.jp

Quelle: JAMSTEC

Mit einem kilometerlangen Bohrer kann das Forschungsschiff „Chikyu“ (Bild unten) Sedimentproben aus der Erdkruste bergen. Für Biotechnologen wie Garabed Antranikian eine unschätz-bare Fundgrube für noch unbekannte Mikroorganismen.

Quelle: JAMSTEC



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Gut vernetztBioCon Valley

Die Landesregierung Mecklenburg-Vorpommerns hat sich ehrgeizige Ziele gesetzt: „Gesundheits-land Nummer eins“ will der Ostseeanrainer

werden. Dass der Plan gelingt, daran arbeitet das Netz-werk BioCon Valley kräftig mit. Damit aus Ideen tatsäch-lich Produkte und Arbeitsplätze werden, bringt es Akteure aus der Gesundheitswirtschaft und der Biotechnologie zusammen und hilft bei der Vermarktung.

Auf erfolgreiche Beispiele kann Heinrich Cuypers von BioCon Valley inzwischen reichlich verweisen: So hat etwa die Firma Riemser Tierarzneimittel, die zur Wende als Ausgründung mit 35 Mitarbeitern gestartet war, heu-te 380 Beschäftigte im Life-Science-Sektor, davon 150 in Mecklenburg-Vorpommern. Das Rostocker Unterneh-men DOT nennt Cuypers heute „Europas führenden Be-schichter von Implantaten“. Das Unternehmen beschäftigt 198 Menschen. Auch Firmen aus anderen Bundesländern entdecken den Standort. So produziert etwa das in der Zellbiotechnologie tätige Unternehmen Miltenyi Biotech aus Bergisch Gladbach in Teterow. Insgesamt hat sich mit 90 Unternehmen und rund 2000 Beschäftigten die Unternehmenszahl der Biotechnologiebranche in den ver-gangenen zehn Jahren verdoppelt und die Zahl der Be-schäftigten verdreifacht.

Bereits 1996 hat sich Biocon Valley zum Ziel gesetzt, die wirtschaftliche Nutzung moderner Bio- und Medizinwis-senschaften und -technologien in der Region zu fördern. Dabei stehen drei Kernkompetenzen im Fokus: Medizin beziehungsweise Medizintechnik, Agrobiotechnologie und Marine Biotechnologie. Besonders die Agrobiotech-nologie ist bedeutend für den Agrarstandort Mecklen-burg-Vorpommern. Sowohl bei der klassischen wie bei der modernen Pflanzenzucht von Raps und Kartoffel ist das Land in Deutschland führend. BioCon Valley betreibt das BioTechnikum Greifswald und das Agrobiotechnikum Groß Lüsewitz, in denen sich junge, technologieorien-tierte Unternehmen der Branche ansiedeln können. „Die Mieter nutzen in den Zentren modernste Infrastruktur einschließlich Zugang zu Gemeinschaftslaboren sowie kompetente Betreuung vor Ort“, sagt Cuypers.

Mit der Marinen Biotechnologie rollt BioCon Valley ein neues Feld auf. „Die Marine Biotechnologie ist ein junges Themengebiet in Deutschland und auch in Euro-

pa mit viel versprechendem Potenzial, insbesondere bei der Entdeckung und Entwicklung neuer therapeutischer Wirkstoffe und Enzyme“, sagt Cuypers.

BioCon Valley versteht sich als zentrale Anlaufstelle für Firmen, Unternehmensgrün-der, Forschungseinrichtungen sowie Hochschulen. „Wir bieten bedarfsorientierten Service für das Netzwerk von Firmen und Forschungseinrichtungen“, sagt

Cuypers. Dazu gehört die Vernetzung auf regionaler, na-tionaler und internationaler Ebene, Akquise und Manage-ment von Projektverbünden sowie eine aktive Öffentlich-keitsarbeit. Ansprechpartner sind in Büros in Greifswald, Groß Lüsewitz und Rostock vertreten.

Als Partner von BIOKATALYSE2021 trägt BioCon Valley zur zukünftigen Vernetzung auf internationaler Ebene bei und ist somit auch auf dem Gebiet der Weißen Biotechnologie vertreten. www.bcv.org

ScanBalt

Als im November 2001 auf dem „1st Baltic Bio-tech Forum“ in Mecklenburg-Vorpommern der Grundstein für das Netz-

werk ScanBalt gelegt wurde, ahnte wohl kaum jemand, wie groß das Projekt tatsächlich einmal werden würde. An eine Plattform zur Bil-dung von Verbundprojekten aus Wissenschaft und Wirtschaft hat-ten die Initiatoren Medicon Valley Academy, Bioturku und Biocon Valley damals gedacht. Heute ist es das größte europäische Netzwerk für die Le-benswissenschaften und das erste europäische Metacluster mit einer eigenen operativen Struktur.

2004 ging ScanBalt als gemeinnützige Organisation mit Sitz in Kopenhagen an den Start, die Fördereinrich-tung der Biotechnologiebranche BioCon Valley betreut es federführend. Entstanden ist ein riesiges Netzwerk aus Unternehmen, Universitäten, Krankenhäusern, Technolo-gietransfer-Organisationen und öffentlichen Institutionen. Als „Meta-Region“ umfasst es den gesamten Ostseeraum

mit den Ländern Dänemark, Estland, Finnland, Island, Lettland, Litauen, Norwegen, Polen, Schweden, dem Norden Deutschlands und dem Nordwesten Russlands. Insgesamt zählen 63 Universitäten und über 870 Life-Science-Unternehmen mit mehr als 60.000 Beschäftigten zu dem Verbund. Aus Norddeutschland sind Hamburg, Schleswig-Holstein, Mecklenburg-Vorpommern und Ber-lin aktiv an der Entwicklung dieses Metaclusters beteiligt. Eine erste Präsentation des Clusters BIOKATALYSE2021 ist auf dem ScanBalt-Forum 2009 geplant.

Ziel ist es, die Interessen der Mitglieder auf europäischer Ebene zu bündeln sowie internationale Zusammenarbeit von Firmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen zu fördern. Im Vordergrund stehen die Herausforderun-gen und Probleme in den Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit. Aber es wird auch an Kernkompetenzen gefeilt: Gemeinsame regionale Strategien werden erarbeitet, die die Wettbe-werbsfähigkeit der ScanBalt Region im Hinblick auf Op-timierung und Neustrukturierung der europäischen For-schungslandschaft fördern können. Eine Steigerung der Kooperation zwischen Forschern, Gesundheitsorganisati-onen und Unternehmern ist dabei eine wesentliche Vor-aussetzung. Der Verbund soll die Sichtbarkeit der Länder steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber großen Einheiten der Biotechnologiebranche in den USA oder Asien stärken.

Dafür stellt ScanBalt seinen Mitgliedern eine gemeinsame In-frastruktur zur Verfügung, hilft Unternehmen etwa bei Fragen grenzüberschreitender Urheber-schaftsrechte oder verknüpft Uni-versitäten miteinander. „ScanBalt

ermöglicht und koordiniert regionale und nationale Be-mühungen, fördert interregionale Zusammenarbeit, Ko-operation und Entwicklung und zieht soziale, industrielle und finanzielle Quellen an“, sagt Heinrich Cuypers vom Netzwerk BioCon Valley. So werde die internationale Zusammenarbeit zwischen Industrie, Hochschulen und Forschungseinrichtungen verknüpft: Industrie und Wis-senschaft können Entwicklungen auf den Gebieten der Biochemie, Biotechnologie und Biomedizin schneller und gezielter vorantreiben. Jährlich treffen sich Mitglieder in einem der ScanBalt-Länder zum Wissensaustausch auf dem ScanBalt-Forum. www.scanbalt.org

Über den Tellerrand hinaus schauen – BIOKATALYSE2021 knüpft erste strategische Partnerschaften

„BioCon Valley ist Partnervon

BIOKATALYSE2021“

„BIOKATALYSE2021-Präsentation

auf demScanBalt-Forum 2009“



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Biotechnologie quo vadis?

IBN rief und alle kamen: Namhafte Experten aus In-dustrie und Hochschule der fünf norddeutschen Bun-desländer versammelten sich am 4. Juni 2008 in den

Räumen der TuTech Innovation GmbH, um am ersten Workshop zur geplanten Gründung der IBN-Experten-gruppe „Synthetische Biologie“ teilzunehmen. Nicht nur die Vorfreude auf die neue strategische Partnerschaft war unter den Beteiligten groß – auch die hochkarätigen Refe-renten zu dem Thema wurden mit Spannung erwartet.

So stellten Professor Sven Panke von der Eidgenössi-schen Technischen Hochschule (ETH) Zürich, Dr. Ne-diljko Budisa vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried und Dr. Rainer Hintsche von der AJ eBiochip GmbH in ihren Vorträgen eindrucksvoll die Möglichkei-ten des noch vergleichsweise jungen und interdisziplinä-ren Wissenschaftszweigs vor.

Dem Grenzbereich von Molekularbiologie, organischer Chemie, Ingenieurwissenschaften, Nanobiotechnologie und Informationstechnik schreiben Forscher enorme Möglichkeiten zu. Mithilfe künstlicher biologischer Sys-teme, so erklärten die drei Wissenschaftler die Leitlinie des Themas, solle vor allem das Verhalten von natürlichen biologischen Prozessen nachgeahmt werden. Mit den Er-kenntnissen wird es künftig möglich sein, neue biologi-sche Systeme zu erzeugen, die in der Natur nicht vorkom-men und neue nutzbringende Eigenschaften aufweisen. Das reiche von einzelnen Molekülen wie Aminosäuren bis hin zu neuen Mikroorganismen. Bestehende chemische Verfahren sollen verbessert oder ganz durch effizientere Prozesse ersetzt werden. Die Chancen für die Grundla-genforschung und die angewandte Wissenschaft seien je-denfalls immens, so auch die einhellige Meinung auf dem Workshop: Die Synthetische Biologie könne einen wich-tigen Beitrag zur Entwicklung neuer Therapeutika oder auch alternativer Energiekonzepte leisten. Zudem helfe ein vertieftes Verständnis auch die natürlichen Systeme und ihre Evolution besser zu verstehen.

ETH-Zürich-Experte Panke machte im ersten Vor-trag „Orthogonalität in Multienzymsystemen“ zunächst die Unterschiede der Synthetischen Biotechnologie zu den bisher bekannten ingenieurwissenschaftlichen Dis-ziplinen deutlich. Die Herausforderung, vor der man in der Biotechnologie stehe, sei vor allem, dass es noch keine vorgefertigten und standardisierten Komponenten oder keine einheitlichen und getrennten Signalträger, wie etwa künstliche Hormone oder Enzyme, gebe. Sämtliche Vor-gänge spielen sich in einem einzigen Reaktionsraum ab, bei dem sich alle Reaktionsschritte in einem hoch kom-plexen System gegenseitig beeinflussen. Diese fehlende so genannte Orthogonalität erschwere das Verständnis und die Veränderung biotechnologischer Prozesse, so Panke. Um aber solche Designer-Mikroben herzustellen, die maß-geschneiderte Fähigkeiten haben, sei sie unbedingte Vor-aussetzung. Nur so kann eine ingenieurmäßige, schnelle

und modulare Nutzung von Bioprozessen erreicht werden, sagt der Prozesstechniker.

Nediljko Budisa präsentierte im Anschluss seine aktuel-len Arbeiten zur Herstellung maßgeschneiderter Proteine und Biomaterialien. Der Max-Planck-Forscher program-miert dazu mithilfe von künstlichen Aminosäuren den Translationsapparat lebendiger Zellen um. Mit dieser „Ma-nipulation der Selektivität und Katalyse des Protein-Trans-lationsapparates zur Erweiterung des genetischen Codes“ – so der genaue Titel seines Themas – können gewünsch-te Biomaterialien ausschließlich aus Wasser, Salzen, Spu-renelementen und einfachen Kohlenstoffquellen als Aus-

gangsmaterialien hergestellt werden. „Das Verfahren ist schnell, effizient und ermöglicht so eine kostengünstige Herstellung von neuartigen, maßgeschneiderten protein-basierten Biomaterialien mit Eigenschaften und Funktio-nen, die in der Natur nicht vorkommen“, sagt Budisa. Als kommende Anwendungen schweben dem Biochemiker neue therapeutische oder diagnostische Tools, nicht-in-vasive Sensoren oder neue umweltfreundliche Materialien vor.

Den Sprung hin zur praktischen Umsetzung seiner Forschung hat Rainer Hintsche bereits geschafft: Mit sei-nem „Labor auf dem Chip“ hat der Wissenschaftler be-

Industrielle Biotechnologie Nord Ziel von IBN ist es, neue Kooperationen und Initiativen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft anzustoßen. Dies geschieht im ersten Schritt häufig durch die Einrichtung von Expertengruppen, die spezifische Themenfelder wie

„Weiße Biotechnologie“, „Synthetische Biologie“ oder „Bioraffinerie“ vorantreiben. So ist aus dem IBN-Netzwerk bei-spielsweise der Cluster BIOKATALYSE2021 entstanden, der im Jahr 2007 die BMBF-Ausschreibung „BioIndustrie 2021“ gewonnen hat. www.ibnord.de

reits 2004 den Deutschen Zukunftspreis gewonnen. In seinem Beitrag „Elektrische Microarray im Lab auf dem Chip“ erklärte er die Funktionsweise seines Miniaturla-bors. Auf den fingernagelgroßen elektrischen Biochips werden unterschiedliche Biomoleküle verankert. Diese dienen als Fängermoleküle und können andere Moleküle an sich binden. So lassen sich ganz bestimmte Sequenzen des Erbmoleküls DNA aufspüren. Auch niedrigste Kon-zentrationen von Biomolekülen kann die Technologie noch aufspüren. Bisher eingesetzte Biochips arbeiten mit optischen Nachweistechniken, die im Einsatz jedoch rela-tiv aufwendig sind. Hintsches Ansatz misst ohne kompli-

zierte und teure optische Zwischenschritte. „Großer Vor-teil dieser Systeme ist die schnelle Analysezeit, die geringe benötigte Probenmenge sowie die durch die Miniaturisie-rung äußerst mobile Verwendbarkeit der Analysegeräte“, sagt Hintsche. Die Sensoren können nicht nur ideal in der medizinischen Diagnosetechnik eingesetzt werden, sondern auch bei Gefahrenabwehr biologischer Kampf-stoffe helfen. Hintsche freue sich sehr, dass die Synthetische Biologie die nötige Förderung erfahre. Einem weiteren Workshop fiebere er bereits entgegen.

Gehört der Synthetischen Biologie die Zukunft? Das Netzwerk Industrielle Biotech-nologie Nord (IBN) veranstaltet Workshop mit hochkarätigen Experten

Die Expertenrunde bestehend aus Sven Panke, Nediljko Budisa und Rainer Hintsche (v.l.n.r.) waren in der anschliessenden Podiumsdiskussion sehr gefragt. Ralf Grote moderierte die zahlreichen Fragen.



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Alles Cluster

Anschrift: Herausgeber, Redaktion & Bestelladresse BIOKATALYSE2021c/o TuTech Innovation GmbHHarburger Schloßstraße 6-12, 21079 HamburgTel.: 040 76629-6121 | Fax: 040 76629-6119E-Mail [email protected]:Das Magazin wird herausgegeben im Rahmen der Öffentlichkeits-arbeit für den BMBF-geförderten Cluster BIOKATALYSE2021. Verantwortlich sind: Dr. Helmut Thamer, TuTech Innovation GmbH (TuTech), Prof. Dr. Garabed Antranikian, Technische Universität Hamburg-Harburg (TUHH)Chefredaktion:Dr. Ralf Grote (TUHH), Karin Meyer-Pannwitt (TuTech)E-Mail [email protected]:Denis Dilba, E-Mail [email protected] Allgöwer, E-Mail [email protected] Fischer, E-Mail [email protected], Koordination, Anzeigen:Tina Schmidt-Nausch (TuTech)E-Mail [email protected], Layout & Satz:Noel Hertling (TuTech)E-Mail [email protected] & Cartoon:Jan-Hendrik Holst, E-Mail [email protected]:Noel Hertling (TuTech), Lars Reinmann/AKUD, TUHH, Evonik, JAMSTECDruck:Grafisches Centrum Cuno GmbH & Co. KG, www.cunodruck.deTuTech-Verlag, ISBN: 978-3-930400-37-9Alle im Magazin 2021 vertretenen Auffassungen und Meinungen können nicht als offizielle Stellungnahme des Herausgebers, der För-derer und der Partner des Clusters BIOKATALYSE2021 interpretiert werden. Angaben ohne Gewähr. Das Heft erscheint in einer Auflage von 7.000 Exemplaren. Nachdruck der Texte nur mit Rücksprache des Herausgebers. Der Bezug ist kostenfrei.

Gemeinsam arbeiten und zwar Fachdisziplinen übergreifend, so formulierte das Bundesminis-terium für Bildung und Forschung (BMBF)

sein Ziel des zweistufigen Wettbewerbs „BioIndustrie 2021“. Fachleute aus den Gebieten Biowissenschaften, Chemie, Physik, Informatik sowie den Ingenieurwissen-schaften sollen frühzeitig und effizient in interdisziplinä-ren Projektteams zusammengeführt werden. So möchte das BMBF im Rahmen seines Wettbewerbes strategische Cluster entstehen lassen, in denen alle Beteiligten in ak-tiven Netzwerken arbeiten. Dazu gehören sowohl die Forschungseinrichtungen selbst als auch Unternehmen, Wagniskapitalgeber und Banken, die gemeinsam ihre Kernkompetenzen definieren, Finanzierungsformen und Strategien für zukünftige Märkte entwickeln und dazu passende Projekte im gemeinsamen Interesse umsetzen. Das Konzept kam offenbar gut an: 19 Konsortien mit insgesamt 380 Unternehmen und 140 Forschungsein-richtungen aus ganz Deutschland hatten sich für die erste

Stufe von „BioIndustrie 2021“ beworben. Dabei stellt das BMBF bei einer Projektlaufzeit von fünf Jahren bis zu 60 Millionen Euro Projektfördermittel zur Verfügung – ge-meinsam mit dem Beitrag aus der Industrie soll das Ge-samtvolumen der Projekte sogar auf rund 150 Millionen Euro wachsen.

Die Sieger verkündete Thomas Rachel, Parlamentari-scher Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung, am 30. Mai 2007 in Köln auf der „Euro-pean Bioperspectives“:

Jeweils 20 Millionen Euro erhalten:• BIOKATALYSYE2021 – Nachhaltige Biokatalyse auf

neuen Wegen(Koordinator: TuTech Innovation GmbH, Hamburg)www.biokatalyse2021.de

• CLIB2021 – Cluster Industrielle Biotechnologie(Koordinator: Degussa GmbH, Creavis Technologies & Innovation, Marl), www.clib2021.com

Mit 10 Millionen Euro gefördert wird:• Biopolymere/Biowerkstoffe

(Koordinator: BIOPRO Baden-Württemberg GmbH, Stuttgart), www.biopro.de

Jeweils 5 Millionen Euro erhalten:• Industrielle Prozesse mit biogenen Building Blocks

und Performance Proteinen (Koordinator: BioM Biotech Cluster Development GmbH Martinsried), www.bio-m.de

• Integrierte BioIndustrie: Entwicklungen eines Clus-terkonzepts zur Entwicklung einer Strategie zum Ein-satz der Weißen Biotechnologie in ausgewählten Indus-triebranchen (Koordinator: Frankfurt Bio Tech Alliance e.V., Frankfurt am Main), www.biotech-alliance.de

In dieser und der nächsten Ausgabe stellen wir auch die anderen Gewinner vor. Den Anfang machen CLIB2021 und BIOPRO – Biopolymere/Biowerkstoffe:

BMBF-Cluster-Wettbewerb „BioIndustrie 2021“ – das sind die Gewinner

BIOPRO – Biopolymere/Biowerk-stoffe

Die landesweit tätige Service- und Marketinggesell-schaft BIOPRO Baden-Württemberg unterstützt zielgerichtet Forschungseinrichtungen und Un-

ternehmen der Biotechnologie- und Life Sciences-Branche. Ende 2002 gründete die Landesregierung in Baden-

Württemberg die BIOPRO Baden-Württemberg GmbH als 100-prozentige Landesgesellschaft mit Sitz in Stutt-gart. Ein sechsköpfiges Team unter der Leitung von Dr. Ralf Kindervater unterstützt seitdem Forschungseinrich-tungen und Unternehmen.

„Die BIOPRO GmbH ist zentrale Anlaufstelle für die Biotechnologie- und Life Sciences-Branche, um den Standort Baden-Württemberg national und international optimal zu positionieren und seine Stärken zukunftsori-entiert zu entwickeln“, sagt Kindervater. Durch spezifisch angelegte Wirtschaftsfördermaßnahmen sichere BIOPRO Know-how und Arbeitsplätze im Land und unterstützt ihre Partner beim Transfer des großen Potenzials ihrer in-novativen Forschung in die Wirtschaft.

Internationale Beziehungen zu Biotechnologie-Clus-tern werden geknüpft und genutzt, um Baden-Württem-berg mit seinen Forschungseinrichtungen, Technologien und Unternehmen bekannter zu machen. Damit hofft man, zukünftig verstärkt Synergien im internationalen Umfeld zu schaffen.

Zur optimalen Betreuung und Entwicklung des Bio-tech/Life Sciences Standortes Baden-Württemberg be-zieht die BIOPRO Baden-Württemberg externe Partner ein. Enge Kontakte bestehen unter anderem zu den Bun-desverbänden der jeweiligen Branchen und deren Landes-vertretern, zum Beispiel dem Bundesverband der pharma-zeutischen Industrie e.V. (BPI), dem Verband Forschender Arzneimittelhersteller e.V. (VFA) oder der Deutschen In-dustrievereinigung Biotechnologie (VCI/DIB). Im akade-mischen Bereich arbeitet BIOPRO mit den Technologie-transferstellen der Universitäten sowie Gründerinitiativen wie PUSH (Partnernetz für Unternehmensgründungen aus Stuttgarter Hochschulen) oder EXIST zusammen.

CLIB2021 – Cluster Industrielle Biotechnologie

Die Transformation der chemischen Industrie weg von petrochemischen hin zu nachwach-senden Rohstoffen zu unterstützen ist gemein-

sames Ziel der Partner, die sich im „CLIB2021 – Cluster industrielle Biotechnologie“ zusammengeschlossen haben. Von Nordrhein-Westfalen aus, wo die meisten Beteiligten ansässig sind, will der Cluster Industrielle Biotechnologie überregional in Industrie und Universitäten etablieren.

Dazu vernetzt CLIB2021 die chemische Industrie, klei-ne und mittelständische biotechnologische Unternehmen und wissenschaftliche Institute aus ganz Deutschland mit Abnehmerindustrien und Investoren. Zusätzlich initiiert der Cluster zukunftsweisende Forschungs- und Entwick-lungsvorhaben und hat seit 2007 Kooperationen mit ei-nem Gesamtvolumen von 40 Millionen Euro angestoßen. Der Cluster initiiert derartige Projekte nicht nur, sondern berät die Partner auch in Finanzierungs- und Organisati-onsfragen.

CLIB2021 basiert auf Technologieplattformen der In-dustriellen Biotechnologie, die insbesondere von akade-mischen Instituten entwickelt und zur Verfügung gestellt werden. Im Fokus des Netzwerks stehen Produkte und Technologien mit Relevanz für die chemische Industrie. Dazu gehören insbesondere Spezialpolymere und ihre Grundbausteine, die in Größenordnungen von Tausenden Tonnen pro Jahr produziert werden, sowie deren Funkti-onalisierung für eine große Vielfalt von Anwendungen in Verpackungsmaterialien, der Verkehrs- und Gerätetech-nik, Kosmetik, Medizin und vielen anderen Gebieten.

Mit verschiedensten innovativen Verfahren sollen nicht nur bestehende erdölbasierte Produktionsverfahren durch umweltschonendere Methoden ersetzt, sondern auch völ-lig neuartige Stoffe für die chemische Industrie erschlos-sen werden.

Um dieses Ziel zu erreichen, wollen die Cluster-Partner vier Technologieplattformen aufbauen, von denen aus Pi-onierprodukte als Basis für eine breite Pipeline an Folge-produkten entwickelt werden sollen.

Impressum



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Biotechnologie − eine kleine Farbenlehre

GalaWenn Wissenschaftlerkochen!

Die Weiße Biotechnologie macht Organismen und ihre Produkte in industriellen Verfahren nutzbar. Das gibt es schon etwas länger, ge-

schätzte achttausend Jahre, wenn man das Brauereiwesen mitzählt. Und schon diese ersten derartigen Prozesse ba-sierten vollständig auf nachwachsenden Rohstoffen. Vor-bildlich! Inzwischen stellt man auf diese Weise eine gan-ze Reihe industriell bedeutsamer Produkte her, mit dem Fernziel, irgendwann einmal die Petrochemie zu ersetzen.

Auf die Abstammung vom Bier erhebt auch die Grü-ne Biotechnologie Anspruch, die sich mit der Veredelung von Nutzpflanzen und ihren Produkten befasst. Bier sei schließlich die edelste Form, die eine Nutzpflanze an-nehmen kann. Mit den modernen biotechnologischen Methoden ist die Bandbreite der möglichen Pflanzen-produkte noch einmal erheblich angestiegen. Inzwischen gibt es eine klare Arbeitsteilung: Die Grüne Gentechnik transportiert Gene in die Pflanze hinein, und alle anderen untersuchen, welche Materialien, Enzyme, Sekundärme-tabolite man herausbekommen kann.

Die Rote Biotechnologie befasst sich mit der Anwen-dung der Biotechnologie auf die Medizin. Dieses relativ junge Teilgebiet der Biotechnologie glänzt durch seine Vielfalt von möglichen Anwendungen, von der Diagnos-tik bis hin zu Gentherapien oder Regeneration von Gewe-ben. So vielseitig die Forschungsvorhaben in diesem Fach auch sind, erfahrungsgemäß gibt es eine Gemeinsamkeit: Wenn die stolzen Erfinder die Pressemitteilung zu ihren Entdeckungen schreiben, heilen sie alle entweder Krebs oder AIDS.

Die Blaue Biotechnologie leidet dagegen unter einem grundsätzlichen Problem: Auch wenn ein Enzym aus dem Meer kommt, wird es doch höchstwahrscheinlich in der Industrie, für medizinische Zwecke oder sogar in der Landwirtschaft eingesetzt. Biotechnologie aus dem Meer für das Meer ist, vorsichtig ausgedrückt, eine recht begrenzte Nische, deswegen gibt es nur wenig wirklich Blaue, sondern eher Rot-blaue oder gar Blau-weiße Bio-technologie.

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Firmengründungunter dem Dach von BIOKATALYSE2021

Die SeSaM-Biotech ist ein Spin-Off Unternehmen der Jacobs University Bremen. Die beiden Biotechnologen

Dr. Alexander Schenk und Dr. Kang Lan Tee ha-ben für den Start ihres Unternehmens das vierte Quartal 2008 anvisiert. Die Neugründung wird Lösungen für die gelenkte Evolution von Prote-inen basierend auf der patentierten SeSaM (Se-quence Saturation Mutagenesis) Technologie-plattform anbieten, erklären die Wissenschaftler. SeSaM-Biotech verfügt über eine umfassende Toolbox in den Bereichen Molekulares Enginee-ring, der Erzeugung von Mutantenbibliotheken mit großer Variantenvielfalt und State-of-the-Art Hochdurchsatzscreening-Technologie.

So kann SeSaM-Biotech die Herstellung von SeSaM-Zufallsmutagenesebibliotheken anbieten und einen an die Kundenwünsche angepassten Vollservice. Insbesondere die Realisierung von ganzen gerichteten Evolutionskampagnen, sei ihre Spezialität, so die beiden Gründer. Kern-kompetenz der neuen Firma ist laut Schenk und Tee, die schnelle und effiziente Herstellung von hoch qualitativen Mutantenbibliotheken, um Biokatalysatoren mit Methoden der gelenkten Evolution für die Anforderungen in der indust-riellen Biotechnologie maßzuschneidern.

„Die SeSaM-Technologie ist eine konzep-tionell neue, in der Durchführung einfache, schnelle und kosteneffiziente Technologie, die eine Zielsequenz an jeder Nukleotidposition zu-fällig verändert“, sagt Schenk. Darüber hinaus löse SeSaM fundamentale Nachteile der oft ver-wendeten Methoden der fehlerhaften PCR (Po-lymerase Chain Reaction). Einem Erfolg steht also kaum etwas entgegen. BIOKATALYSE2021 drückt natürlich fest die Daumen.

Den Kontakt vermittelt gerne das BIOKA-TALYSE2021 Cluster-Office.

Professor Garabed Antranikian hat Forschungsrei-sen und langjährige Arbeitskontakte genutzt, um die Lieblingsrezepte von 35 Kollegen aus aller Welt

zu sammeln und sie unter dem Motto „Science meets Cooking“ als Kochbuch zu kredenzen. Er wolle „einmal zeigen, dass erfolgreiche Köpfe aus Forschung, Wissen-schaft und Politik auch virtuos auf der kulinarischen Tastatur zu spielen verstehen“, schreibt der leidenschaftli-che Hobby-Koch im Vorwort des deutsch- und englisch-sprachigen Buches. Insgesamt kamen 84 Gerichte aus 17 Ländern zusammen. Das Buch kostet 29 Euro. Bestellung: [email protected]

Kleiner Tipp: Jedes Exemplar dieser Ausgabe hat auf der Titelseite unten rechts eine individuelle Nummer. Heben Sie Ihr Magazin gut auf, denn mit etwas Glück gehören Sie zu den Gewinnern. Es winken attraktive Preise.Infos auf www.biokatalyse2021.de


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2021 · Editorial. 3 Technologie & Geschichte. Von den Wurzeln der Biotechnologie bis zum...

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