Anpassbare Biosprit-Mikroorganismen

Wissenschaftler an der University of California, Berkeley, haben neuartige Bakterien für die Biodiesel-Produktion entwickelt, die sich über ihre Genexpression an ihre Umgebungsbedingungen anpassen können. Das berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Die Mikroorganismen sollen im Vergleich zu anderen gentechnisch veränderten Bakterien bis zu dreimal so viel Sprit erzeugen. Die Technik könnte die Energieform in einigen Jahren so stark verbilligen, dass sie mit fossilen Treibstoffen adäquat konkurrieren kann, hoffen die Forscher.

Eines der Probleme bei der Biosprit-Produktion ist die Tatsache, dass die verschiedenen biologischen Vorläuferstoffe nicht immer im korrekten Verhältnis zur Verfügung stehen. Jay Keasling, Professor für Chemie- und Biotechnik in Berkeley, hat deshalb mit seinen Kollegen Designer-Bakterien entwickelt, die eine Art biologisches Sensorium haben. Dieses kann Gene regulieren – und zwar anhand der Menge der aufgenommenen Stoffe, die sich in einer einzelnen Zelle befindet.

Die Forscher erweiterten dazu einen genetisch veränderten E. coli-Stamm, der Biodiesel aus zwei biologischen Bausteinen herstellt – Fettsäuren und Ethanol. Im Lebenszyklus dieses Stammes kommt es vor, dass ein Vorläuferstoff auf einem zu hohen Niveau produziert wird. Das führt zu Ineffizienz und kann sogar gefährlich werden. "Es fehlt die genetische Balance", sagt Keasling, "die Zellen verschwenden Ressourcen, indem sie einen der Vorläuferstoffe stärker produzieren". Das destabilisiere die Kultur.

Obwohl die Produktionsverbesserung signifikant ist, lässt sich noch nicht sagen, wann das Verfahren kommerzialisiert werden kann. "Es gibt viele Probleme, darunter noch ein Stoffwechselungleichgewicht, das zunächst gelöst werden muss", sagt Keasling. Zudem sind die experimentellen Kulturen noch nicht in der industriellen Produktion mit Millionen Litern getestet worden.

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(bsc)