Mikroben produzieren Wertstoff aus CO2

Nach gezielter Manipulation der University of Nottingham glückt Training gegen Gedächtnislücken

Petrischale: Vermehrung von Bakterien mit Sonderfunktion geglückt (Foto: Nadya, pixabay.com)

Nottingham (pte002/03.09.2024/06:05) - Das Bakterium Cupriavidus necator hilft bei der Entfernung von Nitraten aus Trinkwasser. Darüber hinaus lässt es sich nutzen, um Biokunststoff herzustellen, sagen Forscher der University of Nottingham ( https://www.nottingham.ac.uk/ ). Der Mikroorganismus ist demnach zwar erpicht auf Kohlenstoffverbindungen, doch mit CO2 könne er nicht viel anfangen. Das müsste sich doch ändern lassen. Gentechnisch verändert schlucken die Mikroorganismen nun CO2 und stellen dabei Mevalonat her, ein Ausgangsmaterial für die Synthese vieler Chemikalien und Arzneimittel.

Genetik-Befehl "vergessen"

Das Verfahren klingt einfacher als es in Wirklichkeit ist. Denn die Mikrobe hat kein sonderlich gutes Gedächtnis. Sie vergisst die genetischen Anweisungen, die die Forscher ihnen verpasst haben, sodass die Produktion des erwünschten Wirkstoffs nach einer Weile ausbleibt. Katalin Kovacs ist es mit ihrem Team gelungen, die Bakterien genetisch zu manipulieren.

Der Schlüssel zur Verbesserung der Stabilität liegt im Enzym RubisCo, das es dem Bakterium ermöglicht, CO2 zu verwerten. Im Wesentlichen hat das Team die neuen genetischen Produktionsanweisungen mit dem Enzym gepaart. Zellen, die sich diese nicht merken konnte, vergaßen auch RubisCo, was ihrer Ernährungsgrundlage den Boden unter den Füßen wegriss, sodass sie starben. Die verbleibenden Zellen mit besserem Gedächtnis überlebten, vermehrten sich und gaben die Produktionsanweisungen weiter.

Mengenweltrekord realisiert

In Tests haben die manipulierten Mikroben im Vergleich zum Kontrollstamm deutlich mehr von dem Sechs-Kohlenstoff-Molekül Mevalonat kreiert. Die Forscher sagen sogar, dass sie den Mengenweltrekord bei der Produktion von Wertstoffen aus CO2 mit Mikroben halten. Ihnen zufolge ist dieses System zur Kohlenstofffixierung wirtschaftlicher als frühere Systeme mit C. necator und könnte auch auf andere Mikrobenstämme ausgeweitet werden. Vielleicht auch auf solche, die Wertstoffe produzieren, die in größeren Mengen benötigt werden. Denn Mevalonat wird keineswegs im Millionen-Tonnen Maßstab benötigt, was zur Entlastung des Klimas beitragen könnte.

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