Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Projekt RecogNice: Neue systembiologische Ansätze in der industriellen, weißen Biotechnologie

25.03.2013
Wissenschaftler des Zentrums für Systembiologie der Universität Stuttgart und der Universität Tübingen arbeiten in einem Verbundforschungsprojekt mit dem Namen „RecogNice: Modellierung der Regulation der Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffaufnahme in großvolumigen Prozessen mit Escherichia coli“ an der computergestützten Maßstabsvergrößerung industrieller Produktionsprozesse mit Mikroorganismen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Ausschreibung ‚eBio‘ mit insgesamt 2,4 Millionen Euro (Anteil Uni Stuttgart 1,7 Millionen) gefördert.
Großvolumige Produktionsprozesse (> 10.000 L) sind charakteristisch für die Herstellung von Produkten der weißen Biotechnologie. Folgerichtig müssen neue Stamm- und Prozessentwicklungen nicht nur im kleinen Labormaßstab erfolgreich funktionieren, sondern auch den schwierigen Schritt der Maßstabsvergrößerung in den oft mehrere 100.000 L umfassenden Produktionsmaßstab überwinden.

Bei großvolumigen Produktionsprozessen bestehen erheblich andere Bedingungen als im Labor. Zellen, die in diesen großvolumigen Produktionsansätzen kultiviert werden, erfahren durch die im Reaktor herrschende Vermischung eine kontinuierliche Veränderung ihrer Kultivierungsbedingungen, was nicht selten zu signifikanten Einbrüchen in den Leistungsdaten führt.

Bisher konnte noch kein allgemeingültiges Kriterium für die verschiedenen Scale-up Fragestellungen entwickelt werden.

Ziel des Projektes ist es daher, auf der Basis von detaillierten systembiologischen Forschungsarbeiten ein quantitatives, modellgestütztes Verständnis für die wesentlichen Einflüsse der Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffregulation in Escherichia coli als industriellen Modellorganismus zu erhalten. Es ist beabsichtigt, basierend auf diesem detaillierten Stoffwechselmodell, das wesentliche Regulationsmechanismen dynamisch widerspiegeln soll, völlig neuartige Scale-up Kriterien, die nunmehr ausschließlich biologisch fundiert sind, zu identifizieren.

Um die detaillierten Regulationsmodelle für Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffaufnahme in E. coli datengetrieben identifizieren zu können, müssen umfangreiche repräsentative Sca-le-down Studien durchgeführt, aussagekräftige Proben für die systembiologische Untersuchung bereitgestellt und die Daten einer entsprechenden Modellierung zugeführt werden.

Zu beachten ist, dass es sich bei dieser Vorgehensweise um einen vollkommen neuartigen Ansatz handelt, bei dem erstmals neuartige Scale-up Kriterien auf der Basis biologischer Rahmenbedingungen definiert werden, was als wesentlicher Beitrag für die wissensbasierte Bioökonomie angesehen wird. Bei erfolgreicher Umsetzung ist davon auszugehen, dass mehr Erfolg versprechende Bioprozesse den sensitiven Schritt aus dem Labor in den Produktionsalltag erreichen werden.

Beteiligt sind drei Institute der Universität Stuttgart: das Institut für Bioverfahrenstechnik (IBVT), das Institut für Mikrobiologie (IMB) und das Institut für Systemdynamik (ISYS) sowie das Institut für Humangenetik (IMG) des Universitätsklinikums Tübingen.
Kontakt: Beate Witteler-Neul, Universität Stuttgart, Center Systems Biology (CSB)

Tel. +49 (0) 711 685-69926, Email: witteler@zsb.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Im Mikrokosmos wird es bunt: 124 Farben dank RGB-Technologie
22.06.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht CO2-neutraler Wasserstoff aus Biomasse
22.06.2017 | Technische Universität Wien

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: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Informationstechnologie - Internationale Konferenz erstmals in Aachen

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

22.06.2017 | Geowissenschaften

Wie Protonen durch eine Brennstoffzelle wandern

22.06.2017 | Energie und Elektrotechnik

Tröpfchen für Tröpfchen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie