Nachhaltige Produktion biobasierter Aminosäuren aus Ethanol durch bakterielle Bioprozesse
In der industriellen Biotechnologie werden bioprozessuale Verfahren traditionell häufig auf Basis zuckerhaltiger Rohstoffe durchgeführt.
Ein innovativer Ansatz dieses Projekts besteht darin, neue Stämme des Bakteriums Escherichia coli zu entwickeln, die anstelle von Zucker Ethanol als Substrat verwenden können. Ethanol hat hierbei den Vorteil, dass es elektrochemisch aus Kohlenstoffdioxid gewonnen werden kann, wodurch sich Potenziale für CO2-neutrale Produktionsprozesse eröffnen.
Allerdings stellt Ethanol für E. coli eine toxische Substanz dar und wird von den Bakterien nur sehr ineffizient genutzt. Um diese Herausforderungen zu überwinden, werden zwei zentrale Methoden kombiniert: Zum einen wird die Laborevolution eingesetzt, um Stämme mit einer erhöhten Ethanol-Toleranz zu selektieren. Zum anderen kommt modernste CRISPR-Genomeditierung zum Einsatz, um gezielt Veränderungen im Stoffwechsel der Bakterien vorzunehmen. Durch diese Doppelstrategie gelingt es, sowohl die Widerstandsfähigkeit der Bakterien gegenüber Ethanol zu steigern als auch deren Fähigkeit zur effizienten Verwertung des Alkohols zu verbessern.
Mit den auf diese Weise optimierten und neuartigen E. coli-Stämmen wird die Produktion der hochwertigen Aminosäure Arginin realisiert. Der gesamte Prozess ist darauf ausgelegt, unter CO2-neutralen Bedingungen abzulaufen und trägt somit zur nachhaltigen Gewinnung biobasierter Wertstoffe bei.
Weitere Informationen: www.linkmetabolism.com
[Foto: The National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) | Unsplash]
Kontakt: Dr. Kristine Bentz | Leiterin Forschungsförderung
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