Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekularer Schalter für billigeren Bio-Treibstoff

03.06.2013
An der TU Wien wurde ein gentechnologischer Trick entdeckt, mit dem Schimmelpilze viel kostengünstiger als bisher für die Produktion von Biotreibstoffen eingesetzt werden können.

Aus ligno-zellulosehaltigen Abfällen wie Sägemehl oder Stroh kann Biotreibstoff erzeugt werden – allerdings nur, wenn es gelingt, die langen Zellulose und Xylan-Ketten in kleinere Zucker-Moleküle aufzubrechen. Dazu verwendet man Schimmelpilze, die mit einem bestimmten chemischen Signal dazu gebracht werden können, die dafür nötigen Enzyme zu produzieren.


Der Schimmelpilz Trichoderma
Copyright: TU Wien

Weil diese Vorgangsweise allerdings sehr teuer ist, hat man an der TU Wien den molekularen Schalter untersucht, der über die Enzym-Produktion im Schimmelpilz reguliert. So ist es nun gelungen, genetisch modifizierte Schimmelpilze herzustellen, die ganz von selbst die nötigen Enzyme erzeugen und so die Biotreibstoffproduktion deutlich billiger machen können.

Abfallverwertung statt Nahrungsmittelverschwendung

Aus stärkehaltigen Pflanzen kann bereits heute ohne großen Aufwand Biotreibstoff gewonnen werden – doch damit gerät die Treibstoffproduktion in Konkurrenz zur Lebensmittelerzeugung. Der bessere Weg ist daher, Biotreibstoff aus Ligno-Zellulose herzustellen. „Lignozellulose aus Holzabfällen oder Stroh ist der weltweit häufigste nachwachsende Rohstoff, doch wegen seines komplexen Aufbaus ist er wesentlich schwieriger zu verwerten als Stärke“ erklärt Prof. Robert Mach vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften der TU Wien.

Über 60 mal teurer als Gold

In der Biotreibstoffherstellung macht man sich daher gerne den Schimmelpilz Trichoderma zunutze: Der Pilz erzeugt Enzyme, die in der Lage sind, die Zellulose und Xylan-Ketten zu Zuckermolekülen abzubauen. Allerdings stellt der Pilz diese Enzyme nicht immer her, die Produktion muss mit einem sogenannten „Induktor“ (dem Disaccharid Sophorose) angeregt werden. Sophorose als Reinsubstanz hat derzeit einen Marktwert von etwa € 2500 pro Gramm – ein Gramm Gold bekommt man im Vergleich dazu bereits um etwa € 40. „Die hohen Kosten für den chemischen Induktor sind ein ganz maßgeblicher Preistreiber in der Biotreibstoffherstellung“, sagt Robert Mach.

Dauer-aktiv durch Gen-Mutation

An der TU Wien analysierte man viele verschiedene Schimmelpilz-Stämme mit unterschiedlicher Produktivität. „Bei einem der Stämme war es zu einer zufälligen Mutation gekommen, die dafür sorgt, dass der chemische Schalter des Pilzes nicht mehr funktioniert“, berichtet Robert Mach. Auch ohne Induktor produziert dieser mutierte Pilz immer die gewünschten Enzyme und hört im Gegensatz zu anderen Pilz-Stämmen auch nicht damit auf, wenn eine hohe Glucose-Konzentration erreicht ist. „In diesen Pilzen ist der molekularer Schalter immer auf Enzymproduktion gestellt“, sagt Christian Derntl, der Erstautor der nun veröffentlichen Publikation.

Durch eine genetische Analyse konnte festgestellt werden, welches Gen für dieses Verhalten nötig ist und auf welches Protein sich die Gen-Mutation auswirkt. Dadurch gelang es, dieselbe Mutation auch bei anderen Pilz-Stämmen gezielt herbeizuführen. „Wir haben den Mechanismus dieses molekularen Schalters verstanden, dadurch eröffnen sich uns ganz großartige Möglichkeiten“, sagt Projektgruppen-Leiterin Astrid Mach-Aigner. Nun werden gezielt andere genetische Veränderungen getestet – möglicherweise ergeben sich dadurch sogar noch weitere Verbesserungsmöglichkeiten, die zu noch leistungsfähigeren Schimmelpilzen führen und die Produktion von Treibstoff aus Ligno-Zellulose wirtschaftlich attraktiver machen.

Rückfragehinweis:
Prof. Robert Mach
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften
Technische Universität Wien
Gumpendorfer Straße 1a, 1040 Wien
T: +43 (1) 58801 - 166 502
robert.mach@tuwien.ac.at
Weitere Informationen:
http://www.tuwien.ac.at/dle/pr/aktuelles/downloads/2013/bio_treibstoff/ Bilderdownload

http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-6-62.pdf Originalpublikation

Dr. Florian Aigner | Technische Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.tuwien.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Erster Atemzug prägt Immunsystem nachhaltig
22.02.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Wie Proteine zueinander finden
21.02.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neue Prozesstechnik für effizientes Bohren und Schneiden auf der LASER CHINA

22.02.2017 | Messenachrichten

IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren

22.02.2017 | Automotive