Forscher der Universität Greifswald finden neue Enzyme mit Hightech-Geräten

Kernstück ist ein Roboterarm, mit dessen Hilfe die Herstellung und vor allem Auffindung von neuen Enzymen für Forschungsprojekte zum Beispiel aus der Wirkstoffsynthese oder dem Lebensmittelbereich erfolgreicher durchgeführt werden können.

Da biochemische und biotechnologische Experimente so schneller und mit höherer Präzision vorbereitet und analysiert werden können, verbessert sich auch die Qualität der wissenschaftlichen Daten, die einen detaillierteren Einblick in die Experimente erlauben.

Die knapp 700.000 Euro teure Anlage wurde aus Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Deutschlandweit verfügen nur sehr wenige Forscher über so hoch technisierte und effiziente Arbeitsinstrumente.

Präzise und sicher greift der Roboterarm eine kleine Platte mit 96 Bakterienkulturen von einem Vorratsregal, schwenkt nach rechts und setzt sie ebenso präzise und behutsam wieder in einem anderen Arbeitsbereich ab. Während dort die 96 Minireagenzgläser mit einer Nährlösung gefüllt werden, schwenkt der Roboterarm erneut und führt einen anderen Arbeitsgang in der 4 x 5 Meter großen, hochkomplexen Anlage aus, die rundherum mit allerlei Geräten bestückt ist. Dieses System erlaubt es, alle Schritte der Bakterienanzucht wie Inkubation bei bestimmten Temperaturen, kontrolliertes Schütteln der Platten, Aufschluss der Zellen, Zentrifugation, Verdünnungsschritte und vor allem detaillierte Analysen der Enzyme automatisiert durchzuführen.

„Unser Ziel ist, die für unsere Forschungsprojekte interessanten Enzyme zeitnah und mit hoher Präzision zu finden. Beispielsweise wollen wir wissen, ob bestimmte chemische Verbindungen überhaupt von einem Enzym umgesetzt werden können. Mit dieser Anlage ist es nun möglich, Tausende von Biokatalysatoren zu durchmustern und der raschen Lösung eines Problems somit deutlich näher zu kommen“, erklärt Professor Dr. Uwe Bornscheuer, Leiter der Abteilung Biotechnologie und Enzymkatalyse am Institut für Biochemie.

Alle Arbeitsgänge mussten bisher per Hand vollzogen werden. Dabei traten unweigerlich hin und wieder auch Fehler auf. Die Vorteile der Roboterplattform liegen auf der Hand, da Routineaufgaben auch nachts und am Wochenende erfolgen können. So bleibt den Wissenschaftlern viel mehr Zeit für das kreative Planen und Auswerten der Experimente, und eher langwierige Routineversuche gehören der Vergangenheit an.

Die Anlage wurde von der Firma Thermo Fisher in Kanada konzipiert und speziell auf die Anforderungen der Greifswalder Wissenschaftler angepasst. Allerdings war der Start der Anlage mit einigen Hürden verbunden, da sich die Feinabstimmung von Hard- und Software als hochkomplexe Aufgabe erwies, die in enger Zusammenarbeit mit dem Hersteller aber gelöst werden konnten. „Hier kam uns die Zeitverschiebung zu Kanada sehr entgegen, da die Fehleranalyse und Softwareaktualisierung über Nacht per Fernwartung erfolgen konnten“, freut sich Dr. Mark Dörr als verantwortlicher Wissenschaftler für diese Anlage.
„Die Roboterplattform steht selbstverständlich allen interessierten Wissenschaftlern zur Verfügung, die sich mit Fragen der Enzymcharakterisierung und Optimierung beschäftigen“, ergänzt Uwe Bornscheuer.

Weitere Informationen
Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Uwe Bornscheuer
http://biotech.uni-greifswald.de/
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Ansprechpartner an der Universität Greifswald
Prof. Dr. Uwe T. Bornscheuer
Institut für Biochemie
Abt. Biotechnologie & Enzymkatalyse
Felix-Hausdorff-Straße 4, 17487 Greifswald
Telefon 03834 86-4367
uwe.bornscheuer@uni-greifswald.de