Description: Das Projekt "Entwicklung eines innovativen biotechnologischen Verfahrens zur Herstellung bioabbaubarer Polymere durch erstmaligen Einsatz rekombinanter Hefen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle, Sektion Umweltmikrobiologie durchgeführt. 1. Motivation: Polyhydroxyalkansäuren (PHA) sind seit langem bekannt, sie haben kommerziell attraktive Eigenschaften. Sie können von vielen Prokaryoten synthetisiert werden. Die Eigenschaften lassen sich maßschneidern, und für die Synthese können unterschiedlichste Kohlenstoffverbindungen genutzt werden. Diese Polyester versprechen vielfältige Anwendungen und es besteht Bedarf. Sie haben trotzdem noch keinen wirklichen Markt gefunden; sie sind zu teuer und bestehen deshalb nicht in der Konkurrenz mit den eingeführten sog. Kunststoffen. Die Ökonomie zu verbessern, ist eine große Herausforderung an Wissenschaft und Technik. Versucht wird, entwickelte Technologien zu verbessern; gesucht wird nach preisgünstigen und effektiver wandelbaren Rohstoffen, ebenso nach anderen Produzenten. Vor ca. 10 Jahren wurde begonnen, Organismen genotypisch zu optimieren und PHA-Bildner zu 'erzeugen'. Zuerst wurden Pflanzen 'bearbeitet' (darunter Arabidopsis thaliana), kurz danach auch die Backhefe Saccharomyces cerevisiae. Die Erfolge sind bis heute nicht so beeindruckend, so dass es sinnvoll erscheint, nach weiteren Organismen als 'Zellfabriken' zu suchen. Wie Ölpflanzen eine Prädisposition haben könnten, so sollte dieses auch für Hefen gelten, die als Fettproduzenten bekannt sind. Gewählt wurden deshalb für dieses Projekt Spezies der Gattung Debaryomyces. Vergleichend untersucht werden sollten Saccharomyces cerevisiae und Arxula adeninivorans. 2. Ergebnisse: Es ist gelungen, in den o.g. Hefen die genetische Information zur Synthese von Polyhydroxyalkansäuren zu etablieren und aktiv zu exprimieren. Die in vitro Aktivitäten der drei für die Synthese erforderlichen Enzyme sind hoch, höher als theoretisch für bestimmte Synthesegeschwindigkeiten erforderlich. Die Transformanten vermögen auch tatsächlich PHB/HV zu synthetisieren. Obwohl sie noch in keinem Parameter (der Aussagen über die Ökonomie macht) mit den für bakterielle Wildtypen bekannten Werten konkurrieren können, so sind doch die erreichten Konzentrationen ca. 12mal höher als die für Saccharomyces cerevisiae publizierten Spitzenwerte (Leaf et al. 1996, Poirier et al. 2001). Unsere Versuche, durch phänotypische Maßnahmen (siehe Projektantrag) die Leistungen der Transformanten zu steigern, brachten nicht den gewünschten Erfolg. Die Hintergründe konnten nicht aufgeklärt werden. Die Tatsache, dass die genannten Organismen PHA-Bildung als Stressantwort nicht im Programm haben, lässt vermuten, dass sie Imbalancen auf andere Weise meistern, indem sie zum Beispiel Überschuss in anderen als den gewünschten Verbindungen 'ablagern'. Wenn diese Überlebensstrategien 'greifen' und nicht abgeschaltet werden (können), geht Kohlenstoffskelett für das gewünschte Zielprodukt verloren. Für Gärhefen trifft dies zu. Für oleogene Hefen kann nicht endgültig ausgeschlossen werden, dass sie weiterhin Lipide bilden. Der Flaschenhals konnte nicht lokalisiert werden. usw.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Kunststoff ? Genom ? Kohlenstoffverbindung ? Polyester ? Lipid ? Ölpflanze ? Polymer ? Wirtsorganismus ? Benthos ? Enzym ? Hefe ? Laubblatt ? Meeresorganismen ? Gebietsfremde Art ? Bioakkumulation ? Bioindikator ? Biotechnologie ? Gentechnisch veränderte Organismen ? in vitro ? Mensch ? Rohstoff ? Synthese ? Gewässerorganismen ? Pflanze ? Kulturfolger ? Kenngröße ? Ökonomie ? Organismen ? Freisetzung [Organismen] ? Freiwerdung [Organismen] ? Nicht-Zielorganismen ?
Region: Sachsen
Bounding box: 10.40664° .. 10.40664° x 49.29433° .. 49.29433°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2000-01-01 - 2002-12-31
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