10 März 2015

Neuer Bakterienstamm nutzt Methanol als Nahrungsquelle

Wissenschaftler machen Corynebacterium glutamicum für industriellen Einsatz fit

Jülich, 6. März 2015 – Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben einen neuen Bakterienstamm entwickelt, dem Methanol, ein einfacher und preisgünstiger Alkohol, als Nahrungsquelle dient. Ihre Forschungsergebnisse könnten dazu beitragen, dass zukünftig für die biotechnologische Produktion wichtiger chemischer Substanzen weniger zuckerhaltige Rohstoffe genutzt werden müssen und so die Konkurrenz zu Nahrungs- und Futtermitteln umgangen wird. Die Neuentwicklung stellen die Biotechnologen in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift “Applied and Environmental Microbiology” vor.

Bisher kam Methanol in biotechnologischen Prozessen nur begrenzt zum Einsatz. Es gibt zwar Mikroorganismen, die diesen Alkohol als Kohlenstoffquelle nutzen und auf diesem Substrat wachsen können. Doch diese Organismen können interessante Substanzen wie zum Beispiel Aminosäuren nicht in den Mengen synthetisieren, die eine biotechnologische Produktion wirtschaftlich machen.

Mit dem Bakterium Corynebacterium glutamicum hingegen werden bereits in großtechnischem Maßstab pro Jahr auf der Basis von Zuckern mehrere Millionen Tonnen verschiedener Aminosäuren produziert. Die Jülicher Forscher übertrugen nun Gene der Bakterien, die Methanol als Kohlenstoffquelle nutzen können, mittels sogenannter “Genfähren” in Corynebacterium glutamicum. Ergebnis: Der neue Stamm ist in der Lage, Methanol zu Formaldehyd zu oxidieren, das dann mittels des sogenannten Ribulose-Monophosphat-Weges dem Zentralstoffwechsel zugeführt wird. Methanol kann somit von Corynebacterium glutamicum als zusätzliche Kohlenstoffquelle genutzt werden – bei Wachstum auf (weniger) Zucker.

Um den neuentwickelten Stamm für den industriellen Einsatz fit zu machen, soll nun die Aufnahme von Methanol durch das Bakterium verbessert werden. Die Forscher entwickeln außerdem einen Prozess für die Fütterung von Methanol in Bioreaktoren.

Originalveröffentlichung:

Sabrina Witthoff et al.: Metabolic Engineering of Corynebacterium glutamicum for Methanol Metabolism. Applied and Environmental Microbiology (AEM), 2015 Mar 15; 81(6): 2215-25; DOI:10.1128/AEM.03110-14;
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25595770

Source: Forschungszentrum Jülich, Pressemitteilung, 2015-03-06.

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