Vielversprechende Bakterien

Wahre Wunderdinge erwarten Wissenschaft und Wirtschaft vom Knallgasbakterium „Ralstonia eutropha“. Das Bakterium wird bereits zur biotechnologischen Produktion von Polyestern benutzt, aus den sich maßgeschneiderte, biologisch abbaubare Verpackungen, gewissermaßen „natürliche Kunststoffe“ herstellen lassen. Das Genom des vielversprechenden Bakteriums untersucht ein Forschungsnetzwerk, an dem auch das Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie der Universität Münster mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Alexander Steinbüchel beteiligt ist.

Die im Oktober 2000 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beschlossene und seit Juni 2001 für drei Jahre geförderte Forschungsinitiative „GenoMik – Genomforschung an Mikroorganismen“ geht in eine weitere zweijährige Förderphase. Im Rahmen von „GenoMik“ werden insgesamt drei in Bielefeld, Göttingen und Würzburg angesiedelte Kompetenznetzwerke gefördert. Bundesweit sind insgesamt rund 70 Forschergruppen aus Universitäten, Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen an den Netzwerken beteiligt.

Zusammen mit Forschergruppen an der Humboldt-Universität Berlin, der Universität Göttingen, dem „Göttingen Genomics Laboratory“ (G2L) sowie dem Unternehmen Prokarya aus Island will die Arbeitsgruppe von Prof. Steinbüchel in Münster die in der ersten Förderphase begonnene Sequenzierung des Genoms und der Annotierung der Gene des Bakteriums „Ralstonia eutropha“ vollenden. Schon jetzt steht fest, dass das Genom mit rund 7,5 Millionen Basenpaaren ungefähr 50 Prozent größer ist als das von „Escherichia coli“, welches vielen als das am besten untersuchte Bakterium gilt.

Die Erkenntnisse sollen unter anderem genutzt werden, um mit „Ralstonia eutropha“ biotechnologisch interessante Stoffe zu produzieren. Das Bakterium wird von der chemischen Industrie bereits zur biotechnologischen Produktion von Polyestern eingesetzt, aus denen sich biologisch abbaubare Verpackungen und resorbierbare Materialien sowie Nanopartikel für medizinische und pharmazeutische Anwendungen herstellen lassen. Die Eigenschaft des Bakteriums, mit Wasserstoff und Sauerstoff als Energiequellen wachsen und darüber hinaus auch noch wie Pflanzen Kohlendioxid fixieren zu können, macht es für biotechnologische Produktionsprozesse sehr interessant. Dies hat auch die Firma Prokarya aus Island dazu bewogen, sich an dem Vorhaben zu beteiligen. In Island mit seinen heißen Quellen steht geothermale Energie, die in preiswerte Elektrizität umgewandelt werden kann, in großem Umfang zur Verfügung. Hieraus können durch Elektrolyse die für das Wachstum des Bakteriums benötigten Energiequellen Wasserstoff und Sauerstoff gewonnen werden.

Die Kenntnis der Genomsequenz wird es ermöglichen, den Stoffwechsel von „Ralstonia eutropha“ gezielt so zu verändern, dass das Bakterium Polyester effizienter und mit definierten chemischen Zusammensetzungen produzieren kann. Darüber hinaus sind die Zellen des Bakteriums als Proteinquelle zur Ernährung von Tieren, wie zum Beispiel Lachs, vorgesehen.