Entwicklung gemeinsamer Forschungsstrukturen auf dem Gebiet der Algenbiotechnologie

Ausgehend von der langjährigen Kooperation in der Lehre zwischen dem Institut für Biotechnologie der Technischen Universität Berlin (TUB) und dem Department of Food and Biotechnology der Dongseo University (DSU) in Busan/Südkorea, wurde Ende 2010 die Zusammenarbeit zur Erforschung des Potentials von genetisch optimierter Mikroalgen für die umweltschonende Erzeugung hochwertiger Inhaltsstoffe begonnen.

Gruppenbild

Eröffnung des gemeinsamen Algenslabors im Herbst 2011 © Wolfgang Lein

Fachlicher Hintergrund

Mikroalgen können allein mit den nahezu unbegrenzten Ressourcen Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser durch die Photosynthese Lichtenergie in chemische Energie überführen. Ihre Nutzung zur Erzeugung nachwachsender Rohstoffe konkurriert nicht zwangsläufig mit der Lebensmittelproduktion, denn viele Mikroalgen können auch in Meereswasser auf landwirtschaftlich ungeeigneten Flächen kultiviert werden. Nur wenige Mikroalgen können derzeit genetisch beeinflusst werden. Die Entwicklung entsprechender Methoden eröffnet die Möglichkeit der gezielten Erhöhung der Ausbeuten an gewünschten Inhaltsstoffen.

Projekt und Ziele

Um die Algenforschung zu ermöglichen, wurde eine Reihe struktureller Maßnahmen, wie die Etablierung der lokalen Infrastruktur nach europäischen Standards für den sicheren Umgang mit gentechnisch veränderten Organismen, ergriffen. Seit der Eröffnung eines Labors im Herbst 2011 an der DSU, konzentrieren sich die Forscherinnen und Forscher auf die folgenden wissenschaftlichen Ziele.

  • Etablierung von Methoden für den stabilen Transfer von Genen in die Kerngenome kommerziell interessanter Mikroalgen,
  • Erhöhung des Gehalts an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (z. B. Omega-3) durch die gentechnische Optimierung der Aktivität von Schlüsselgenen ihrer Biosynthese (metabolic engineering),
  • Überführung der Laborergebnisse in den industriellen Maßstab zur kommerziellen Verwertung.

Der Transfer von Genen in mehrere Mikroalgen, die bislang nicht transformiert werden konnten, ist bereits gelungen, so dass wir uns nun dem rationellen Design von metabolic engineering - Stategien zuwenden können.

Aspekte der Forschungsstruktur

Die gemeinsame Algenforschung wird in Laboren an der DSU und der TUB betrieben. An der DSU werden vorwiegend die molekulargenetischen Arbeiten und die Transformation von Mikroalgen durchgeführt, während an der TUB der Schwerpunkt auf der biochemischen Analyse von genetisch optimierten Algen liegt. Ausgebildete Wissenschaftler an beiden Standorten unterstützen Promotionsstudenten sowie Studenten, die am Austauschprogramm der beiden Universitäten teilnehmen.

Gefördert im Rahmen des BMBF-Förderprogramms zur Etablierung gemeinsamer Forschungsstrukturen deutscher Hochschulen mit Partnern im APRA. Weitere Informationen zu APRA.