Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Fermenter für Biowissenschaften

05.02.2010
Eine neue 200-Liter-Fermentationsanlage wurde jetzt an der Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie der Universität Leipzig im alten Heizhaus in der Talstraße 25 in Betrieb genommen. Das Heizhaus, ein viele Jahre leer stehendes Industriedenkmal, konnte zu diesem Zweck vom Staatsbetrieb Sächsisches Immobilien- und Baumanagement (SIB), Niederlassung Leipzig II teilweise saniert werden.

Die Bauarbeiten

Die Sanierungsarbeiten umfassten die Trockenlegung und die Entkernung des Gebäudes im Bereich des Aufstellungsortes des Fermenters sowie die umfassende Sanierung des Gebäudeinneren inklusive der kompletten Erneuerung von Elektrotechnik, Heizung und Sanitär. Für die Fermentationsanlage wurde eine Lüftungsanlage eingebaut.

Der Außenputz wurde nach historischer Fassung erneuert und auch die feingliedrigen Stahlfenster des Gebäudeteiles wurden in Anlehnung an die historischen Fenster heutigen Vorschriften entsprechend, wiederhergestellt.

Um bequem mit Flaschenwagen in die Labore des Fermenters gelangen zu können, mussten die Außenanlagen den Gegebenheiten angepasst werden.

Für die Sanierungsarbeiten stellte der Freistaat Sachsen 537.000 Euro zur Verfügung. Der Fermenter wurde von der DeutschenForschungsgemeinschaft (DFG) finanziert.

Was ist ein Fermenter?

Einen Fermenter oder Bioreaktor muss man sich als großen Kessel vorstellen, wie er beim Bierbrauen genutzt wird. Unser Fermenter fasst 200 Liter und dient der sterilen Züchtung von Mikroorganismen. Dazu setzt man ein Nährmedium in den Kessel, das man mit Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilzen impft. Diese finden hier nun den nötigen Nährboden, um zu gedeihen und sich zu vermehren. "Die Mikroorganismen können nun entweder etwas Erwünschtes produzieren wie z.B. Antibiotika oder aber - wie beim Bierbrauen - Alkohol", sagt Prof. Dr. Matthias Boll vom Institut für Biochemie der Universität Leipzig, der als Stoffwechselchemiker und Enzymologe den Fermenter für seine Forschungen braucht. "Manchmal sind aber auch die Organismen selbst von Interesse, wenn sie z.B. noch wenig erforscht sind und neue Fähigkeiten aufweisen."

Abbau von Schadstoffen ohne Sauerstoff

Prof. Boll und sein Team wollen mit dem Fermenter erforschen, wie Schadstoffe ohne Sauerstoff abgebaut werden können. Die daran beteiligten Eiweiße oder fachsprachlich Enzyme fungieren dabei als Biokatalysatoren. Der Schadstoffabbau ohne Sauerstoff ist aber bislang wenig erforscht.

"Zwar weiß man seit ungefähr 60 Jahren, dass und wie der Schadstoffabbau mit Sauerstoff funktioniert. Allerdings gibt es viele Bereiche auf unserer Erde, wo kein Sauerstoff vorhanden ist.", weiß Prof. Boll. Seit kurzem wisse man auch, dass Schadstoffe auch ohne Sauerstoff abgebaut werden können. Dies sei ein wichtiger Prozess vor allem im Grundwasser, oder in Fluss-, See- oder Meeressedimenten.

Die Frage sei aber: Wie geht das vor sich? Man wisse nur, dass viele völlig neue Bakterien mit bislang kaum bekannten Stoffwechselwegen beteiligt sind.

Diese Bakterien will ein Netzwerk von 23 Forschern aus Deutschland und Großbritannien, die innerhalb eines DFG-Schwerpunktprogramms verknüpft sind, nun mit der neuen Fermentationsanlage erforschen. Bislang wurden diese Bakterien nur im kleinen Maßstab gezüchtet. Mit dem Fermenter ist es jetzt erstmals möglich, größere Mengen dieser anaeroben Schadstoffabbauer zu züchten. Anaerob sind die Bakterien, weil sie keinen Sauerstoff für ihre Stoffwechselprozesse brauchen.

Die Anlage muss dabei spezielle Anforderungen erfüllen: so muss sie z.B. resistent gegen Sulfid sein, welches diese Bakterien oft produzieren. Sulfid aber korridiert gewöhnliche Metalle oder ist häufig für Lecks in Öl-Pipelines verantwortlich. Eine Reihe von Sonderanfertigungen garantieren, dass das Sulfid den Fermenter nicht schädigt. Am allerwichtigsten ist aber der 100%ige Ausschluss von Sauerstoff, denn den mögen die Anaerobier gar nicht.

Ziel der Forschungen

"Dies öffnet die Tür, die Funktionsweise der Abbauer erstmals zu verstehen. Es geht darum die noch wenig bekannte Welt dieser Anaerobier zu ergründen.", erklärt Prof. Boll. Das ist kein Selbstzweck. "Wenn es uns gelingt, bislang noch unbekannte Abbauwege und die daran beteiligten biochemischen Reaktionen zu verstehen, kann auch der Schadstoffabbau ohne Sauerstoff besser verstanden werden", so Boll weiter. "Darüber hinaus können gezielt Maßnahmen getroffen werden, diesen zu fördern." So könnten molekulare Werkzeuge entwickelt werden, mit denen die anaeroben Schadstoffabbauer in der Natur aufgestöbert werden können, ihr natürliches Abbaupotential besser beurteilt und gezielt gefördert werdenkann, indem man z.B. den Bakterien Zusatznährstoffe zukommen lässt.

Zuletzt gibt es aber auch eine biotechnologische Seite:
viele der Biokatalysatoren (Enzyme) der Anaerobier, die beim Schadstoffabbau eingesetzt werden sind einzigartig in der Natur. Einige von Ihnen könnten in Zukunft dafür eingesetzt werden, industriell wichtige, chemisch schwierige Reaktionen durchzuführen, beispielsweise bei Herstellung neuer Wirkstoffe in der Pharmaindustrie. Hierzu müssen diese Biokatalysatoren (Enzyme) aber erst einmal isoliert und charakterisiert werden. Und was man dazu braucht, ist viel Zellmasse der Anaerobier, welche wiederum in dem Fermenter gezüchtet werden können.
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Matthias Boll
Telefon: (0341) 9736910
E-Mail: boll@uni-leipzig.de

Dr. Bärbel Adams | Universität Leipzig
Weitere Informationen:
http://www.biochemie.uni-leipzig.de/agboll
http://www.uni-leipzig.de/presse

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Verbesserte Kohlendioxid-Fixierung dank Mikrokompartiment
25.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Regenbogenfarben enthüllen Werdegang von Zellen
25.09.2017 | Technische Universität Dresden

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: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops