8 Mai 2015

Enzyme aus dem Meer als Katalysatoren für den industriellen Wandel

Zähe Mikroben aus dem Meer könnten Enzyme enthalten, die sich ideal für extreme industrielle Prozesse eignen. EU-finanzierte Forscher des Projekts INMARE haben sich auf die Suche nach ihnen gemacht.

Im April 2015 fiel der Startschuss für ein ehrgeiziges EU-finanziertes Vierjahresprojekt, das mit Enzymen aus dem Meer einen Schatz mit großem Potenzial bergen will. Das Konsortium hinter INMARE (Industrial Applications of Marine Enzyme: Innovative screening and expression platforms to discover and use the functional protein diversity from the sea) vereint ein Team von Experten aus aller Welt, um neuartige Enzyme zu identifizieren, die für verschiedene Branchen, von der Kosmetik- bis zur Pharmaindustrie, von Nutzen sein könnten.

Enzyme werden in der chemischen Industrie in großem Umfang eingesetzt und sind auch für andere Industrien wichtig, in denen biologische Katalysatoren benötigt werden: von der Braukunst und der Herstellung von Biokraftstoffen bis hin zur Produktion von biologischen Reinigungsmitteln oder Papier. Mikroorganismen aus dem Meer – beispielsweise Bakterien, Pilze, Schwämme und Algen – wurden als ungenutzte Quelle von Enzymen erkannt, werden aber weiterhin nicht nennenswert eingesetzt. Nur ein winziger Bruchteil der Meeresenzyme wird vermarktet.

Dem Team von INMARE zufolge ist das eine verpasste Chance. Die raue Meeresumwelt könnte widerstandsfähige Zutaten bereithalten, die schon jetzt extreme industrielle Prozesse überleben würden, was dazu beitragen könnte, die Kosten der Unternehmen auf lange Sicht zu reduzieren. Denn die Optimierung von Enzymen, d. h. der Prozess, in dem sie stabilisiert und verbessert werden, kann sehr zeitaufwendig und teuer sein, wenn bestimmte Eigenschaften wie Wärme- oder extreme Druckbeständigkeit verbessert werden sollen.

Im Rahmen von INMARE sollen mithilfe von neuen Screening-Techniken potenziell aussichtsreiche Enzyme aus dem Meer identifiziert werden. Von besonderem Interesse dabei werden Mikroben sein, die unter schwierigen Bedingungen durch extremen Druck, einen hohen Salzgehalt oder extreme Temperaturen überleben können. Solche Mikroben könnten Enzyme enthalten, die im industriellen Kontext unter rauen physikalischen und chemischen Bedingungen funktionieren würden, ohne dass sie vorher optimiert werden müssten. Das Projekt wird auch Gentechnologie auf der Basis der Bioinformatik vorantreiben.

Ein weiterer wichtiger Aspekt des Projekts wird die Förderung der ökologischen Nachhaltigkeit sein. Angesichts der immer schneller wachsenden Ausbeutung der globalen Ressourcen könnten ungenutzte mikrobiologische Ressourcen aus dem Meer der Industrie eine fast grenzenlose Quelle für sicherere, billigere und umweltfreundlichere Produkte bieten – so lange diese Ressource sensibel gehandhabt wird.

Das Projekt fängt nicht bei Null an und baut auf früheren EU-finanzierten Forschungen auf. Das noch bis Juli 2016 laufende MACUMBA-Projekt hat zum Beispiel dazu beigetragen, neue Wege zur Kultivierung von Meeresmikroorganismen in konventionellen und extremen Lebensräumen und zur Steigerung ihrer Wachstumseffizienz zu finden. Ähnlich entwickelte das EU-finanzierte Projekt MAMBA neue Methoden für das Screening von Mikroorganismen nach nützlichen Enzymaktivitäten.

Außerdem hat das INMARE-Konsortium bereits Zugriff auf über 100 Genbibliotheken mit Informationen zu Mikroben aus unterschiedlichsten Umgebungen, die unmittelbar gescreent werden können. Das Team beabsichtigt, auf dieser Bibliothek mit DNA aus extremen Meeresregionen, die bisher noch nicht untersucht wurde, aufzubauen.

An INMARE beteiligen sich mehr als 20 Partner aus Wissenschaft und Industrie in 12 Ländern, darunter führende multinationale Industrieunternehmen. Diese hoffen, im Rahmen des Projekts bis 2019 mikrobielle Enzyme gefunden zu haben, die umweltfreundliche Feinchemikalien, neue Reinigungstechnologien und sogar Krebsmedikamente bieten können.

Source: Gestützt auf Pressemitteilungen der Projektpartner Universität Bangor und Universität Vilnius LT und eine Präsentation der Kommission zu Atlantik-Projekten unter Horizont 2020.

Source: CORDIS news, Pressemitteilung, 2015-04-30.

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