Bakterien eröffnen neue Möglichkeiten in Klimaschutz und Synthese
Universität Freiburg entdeckt mit Unterstützung von Evonik Industries neuen Stoffwechselweg zur Bindung des Treibhausgases CO2
Nicht nur Pflanzen, sondern auch einige Bakterien können das Treibhausgas CO2 aus der Luft aufnehmen und über ihren Stoffwechsel binden. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Georg Fuchs von der Universität Freiburg hat in Bakterien nun einen neuen Stoffwechselweg entdeckt, der bei dieser so genannten biologischen CO2-Fixierung besonders aktiv ist und sich möglicherweise zum Klimaschutz nutzen lässt. Unterstützt wurden die Forschungsarbeiten vom Land Nordrhein-Westfalen, von der Europäischen Union und von der Evonik Industries AG als Industriepartner.
Die Ergebnisse wurden inzwischen in Science veröffentlicht. Die Arbeiten der Freiburger könnten einen Beitrag zur Reduktion des Treibhausgases CO2 in der Atmosphäre leisten: "Neben Technologien zur Verringerung des CO2-Ausstoßes ist die biologische Fixierung von CO2 eines der meistversprechenden Forschungsgebiete", erklärt Dr. Harald Schmidt, Leiter der Forschungseinheit Creavis Technologies & Innovation von Evonik. Durch die biologische Fixierung ließe sich das Treibhausgas nicht nur aus der Atmosphäre entfernen, sondern auch die CO2-Emmission industrieller Prozesse könnte verringert werden.
Aus Sicht des Chemikers bieten die Ergebnisse aus Freiburg noch einen zweiten Ansatzpunkt: Derartige Stoffwechselwege eröffnen neue Möglichkeiten in der Synthese, entweder um chemische Herstellungsprozesse durch umweltschonendere biotechnologische Prozesse zu ersetzen oder um auf neuen Wegen neue Produkte zu entwickeln. Dieses Ziel verfolgt auch das in Marl angesiedelte Science-to-Business-Center Biotechnologie von Evonik, das unter der Regie der Creavis steht. Seit knapp zwei Jahren arbeitet das Unternehmen hier an der innovativen biotechnologischen Herstellung moderner Materialien. "Dabei nutzen wir zunehmend die Stoffwechselwege von Bakterien und Pilzen als eine Art Fabrik in der Zelle", so Schmidt. "Auf der Suche nach solchen neuen Stoffwechselwegen sind wir bei der Arbeitsgruppe um Prof. Fuchs fündig geworden."
"Unsere Grundlagenforschung an exotischen Bakterien hatte zunächst nur Bedeutung für die Biologie", sagt Fuchs. "Erst die Zusammenarbeit mit Evonik hat uns die Augen dafür geöffnet, wie man die Stoffwechselwege für eine umweltfreundliche biologische Synthese von chemischen Bausteinen nutzen kann". Den Kontakt zur chemischen Industrie hatte Prof. Dr. Bernhard Arnolds vom Technologietransferbüro der Universität Freiburg hergestellt.
In Forscherkreisen ist schon länger bekannt, dass bestimmte Bakterien CO2 binden können. Insgesamt fünf verschiedene Stoffwechselwege haben Wissenschaftler in Bakterien und Pflanzen identifiziert. In Pflanzen ist für die biologische CO2-Fixierung ein Schlüsselenzym verantwortlich - die Ribulose-Bisphosphat-Carboxylase-Oxygenase. Dieses Enzym ist jedoch im Stoffwechsel an weiteren Umsetzungen beteiligt, so dass die Effizienz der CO2-Fixierung verringert wird. Der neue Stoffwechselweg, den die Freiburger Forscher entdeckt haben, ist dagegen effizienter.
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