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Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Landnutzung (ILN), Professur Agrobiotechnologie durchgeführt. Das Projekt verbindet Pflanzen- und industrielle Biotechnologie, um den Marktwert von kommerziell angebautem Tabak zu erhöhen und für den Anbau durch Kleinbauern in Argentinien attraktiv zu machen. Dazu soll ein rentables und nachhaltiges Verfahren für die Herstellung des Biopolymers Cyanophycin (CGP), das fossile Rohstoffe ersetzen kann, als zusätzliches Beiprodukt zu Öl und Protein in kommerziellem Tabak entwickelt werden. Die Universität Rostock (UR), die die konstitutive Produktion von CGP in den Tabaksorten Burley und Virgin, etabliert hat, stellt Samen zur Verfügung, die für Feldversuche zur Optimierung von deren Anbau in Argentinien durch Bioceres (CER) genutzt werden. UR entwickelt zudem zusammen mit dem Forschungszentrum Wageningen (WFBR) ein Protokoll zur Isolation von CGP, dass genutzt wird um CGP für die Produktion neuer Biopolymere durch WFBR aufzureinigen. Parallel dazu führt UR die CGP-Synthese in den Solaris Tabak von Idroedil (IDR) ein, der auf einen hohen Samenertrag gezüchtet wurde, und kombiniert das neue Aufreinigungsprotokoll für CGP mit dem von IDR zur Isolation von Öl und Protein. UR produziert auch Samen, damit CER den neuen Solaris im Feld testen kann.

Förderschwerpunkt Biotechnologie: ICBio: International Congress on Biocatalysis 2004 (29.08.-01.09.04), Hamburg

Das Projekt "Förderschwerpunkt Biotechnologie: ICBio: International Congress on Biocatalysis 2004 (29.08.-01.09.04), Hamburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Technische Mikrobiologie durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Weiße Biotechnologie, also die Nutzung von Enzymen und Mikroorganismen zur biotechnologischen Gewinnung von (Fein-)Chemikalien, Wertstoffen, neuen Materialien und Energieträgern, befindet sich in einem rasanten Aufschwung. Biotechnologische Verfahren unter Einsatz von Biokatalysatoren führen vielfach zu einer besseren Ausnutzung von Rohstoffen, einer Minimierung von Schadstoffemissionen und einer Herabsetzung des Energieverbrauchs bei gleichzeitig verbesserter Produktqualität und -reinheit. Im Gegensatz zur Roten und Grünen Biotechnologie verfügt die Weiße (industrielle) Biotechnologie über ein hohes Maß an öffentlicher Akzeptanz und entwickelt seit etwa zwei Jahren eine ungeheure Dynamik. Wirtschaft, Politik und Gesellschaft beginnen, das große Potenzial der Weißen Biotechnologie zu erkennen und durch konzertierte Maßnahmen zu erschließen. Im Jahr 2002 wurde mit der erstmaligen Durchführung des DBU-geförderten International Congress on Biocatalysis (biocat 2002) der Grundstein für eine neue Kongressreihe gelegt, deren Ziel es ist, die neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der Biokatalyse unter Fachleuten zu diskutieren und gleichzeitig neue Anstöße für die Weiße Biotechnologie zu geben. Die positive Resonanz auf diese Veranstaltung war Anlass, den International Congress on Biocatalysis auch im Jahr 2004 wieder stattfinden zu lassen. Als hochklassige Veranstaltung bot biocat2004 deutschen, europäischen und außereuropäischen Experten auf dem Gebiet der Biokatalyse ein Forum zum Austausch der neuesten Forschungsergebnisse. Hierbei wurden Synergien angestrebt, die sich aus dem langjährigen Engagement der Deutschen Bundesstiftung Umwelt im Bereich Integrierte Biotechnologie ergaben. Biocat stellt hierbei auch eine internationale Plattform für das DBU-geförderten InnovationsCentrum Biokatalyse (ICBio) dar. Fazit: Der Standort Hamburg bot wieder einmal exzellente Voraussetzungen für die Organisation und Durchführung des International Congress on Biocatalysis. Zum einen verfügte die Organisationsleitung über weitreichende Erfahrungen in der Ausrichtung von Meetings, Kongressen und internationalen Konferenzen (biocat2002, International Congress on Extremophiles, VAAM Frühjahrstagung u.a.). Zum anderen war durch die Unterstützung seitens der Universitätsleitung und die hervorragende Infrastruktur der TU Hamburg-Harburg sowie der TuTech Innovation GmbH ein reibungsloser Ablauf gewährleistet. Das große, internationale Interesse an biocat2004 belegt die beeindruckende Teilnehmeranzahl, die zwar etwas niedriger lag als bei der biocat2002 aber dennoch die vorsichtigen Erwartungen der Organisatoren übertroffen hat. Nach den Anschlägen vom 11. September 2002 war und ist eine generelle Zurückhaltung bei internationaler Reisetätigkeit festzustellen. (Text gekürzt)

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen durchgeführt. Das Projekt erschließt neuartige Grundlagen für die Nutzung pflanzlicher Enzymsysteme in industriellen Produktionssystemen. AELMON ist das Akronym für 'Artifizieller ELektronentransfer und pflanzliche Monooxygenasen als Basis innovativer Katalysesysteme'. Der wissenschaftliche Hintergrund ist die industrielle Nutzung einer Familie von Pflanzenenzymen - den so genannten P450-Enzymen, deren herausragende Eigenschaften schon seit langem bekannt sind, die sich aber bisher nicht wirtschaftlich für chemische Synthesen einsetzen lassen. 'Durch die Mitarbeit in diesem Projekt kann sich die Autodisplay-Technologie weiter als Lösungsansatz für die Darstellung schwierig zu handhabender Enzyme wie den P450-Enzymen positionieren,' sagt Dr. Ruth Maas, Geschäftsführerin der Autodisplay Biotech. Das Projekt stellt für die Firmenstrategie der Phytowelt, Know-how der Pflanzenbiotechnologie für neue, zum Teil überraschende Anwendungsgebiete einsatzfähig zu machen, einen wichtigen Meilenstein dar. 'Die spezielle Thematik besetzt die Schnittstelle zwischen Grüner und Weißer Biotechnologie und hat das Potenzial, völlig neue Wertschöpfungsketten zu erschließen,' kommentiert Dr. Peter Welters, Geschäftsführer der Phytowelt das Projekt. Ein wesentlicher Schwerpunkt der im Projektrahmen zu untersuchenden Systeme ist die Biosynthese eines Terpens, dessen potente pharmakologische Eigenschaften es bereits in den Fokus der Krebsforschung gerückt haben. Ein weiteres Teilprojekt wird die Untersuchung neuer Synthesemethoden von Grundbausteinen für innovative Kunststoffe mit Premiumeigenschaften sein. Besonderes Innovationspotenzial bezieht AELMON aus neuartigen Verfahren zur Produktion der P450-Enzyme bei den Partnern Uni Münster und AutoDisplay, aber auch aus der geplanten Entwicklung eines neuen biotechnologischen Verfahrens unter Einsatz der Elektrochemie. Die Kombination von Elektrochemie und Biokatalyse stellt einen Forschungsschwerpunkt der DECHEMA dar, der das Design besonders nachhaltiger Produktionsprozesse mit P450-Monooxygenasen zum Ziel hat.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Pflanzen sind 'grüne' Fabriken, die mehr als 200.000 bioaktive Naturstoffe produzieren (z.B. Artemisinin, Taxol und Thapsigargin), bei deren Synthese Cytochrom P450-Monooxygenasen (P450) eine Schlüsselrolle spielen. Die P450-Enzyme sind die größte Protein-Familie in Pflanzen, deren Gene bei einigen Pflanzen bis zu 1 Prozent der Erbinformation ausmachen. Entsprechend umfangreich und vielfältig sind die Substratspezifitäten und das katalytische Potential dieser pflanzlichen Enzyme. Dennoch stehen pflanzliche Monooxygenasen bisher nicht für eine technische Nutzung zur Verfügung. Unzureichende Verfügbarkeit der Enzyme, Schwierigkeiten bei der rekombinanten Expression sowie unbekannte bzw. nicht exprimierbare Redoxpartner sind die Haupthinderungsgründe. Die kosteneffiziente Bereitstellung des benötigten Cofaktors NAD(P)H stellt eine weitere Herausforderung für die technische Nutzung der Enzyme dar. Hier können elektrochemische Ansätze innovative, erfolgversprechende Lösungen für neue ressourceneffiziente (Bio)-Prozesse liefern. Über die Realisierung der direkten Ankopplung pflanzlicher Monooxygenasen an einen artifiziellen elektrochemischen Elektronentransfer soll im Rahmen des Projektes, das an der Schnittstelle der grünen und weißen Biotechnologie positioniert ist, die technologische Basis für die künftige Nutzung des geschilderten katalytische Potential der pflanzlichen P450 - Enzyme geschaffen werden.

CLIMATEC - eine wissenschaftlich/technische Basis für ein Deutsches Zentrum für 'Rapid Phenotyping of Plants' (D-RAPP) im FZ-Jülich, ICG 3, Phytosphäre

Das Projekt "CLIMATEC - eine wissenschaftlich/technische Basis für ein Deutsches Zentrum für 'Rapid Phenotyping of Plants' (D-RAPP) im FZ-Jülich, ICG 3, Phytosphäre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre ICG-3: Phytosphäre durchgeführt. Vorhabensziel: Pflanzen weisen als Produktionsplattform für die energetische Nutzung und als Rohstoffquelle ein großes Potenzial auf, das eine zunehmende Bedeutung erfährt. Funktionelle Genom- und moderne Züchtungsforschung erhöhen durch stetige Weiterentwicklung diese Möglichkeiten des Pflanzeneinsatzes und damit die Möglichkeiten der grünen Biotechnologie. Zur schnelleren Rückkopplung der Entwicklungs- und Züchtungserfolge werden neue Verfahren zur schnellen Phänotypisierung von Pflanzenserien benötigt und in diesem Vorhaben bereitgestellt. Arbeitsplanung: Das geplante Vorhaben schafft durch ein Ensemble von Klimakammern die wissenschaftliche Basis für die Untersuchung der Pflanzen, unter differenzierten Umweltbedingungen. Bereits vorhandene Methoden zur nicht invasiven Phänotypisierung werden in den Klimakammern eingesetzt. Der erforderte hohe Durchsatz an Versuchspflanzen wird durch eine Teilautomatisierung der Anzuch realisiert. Verwertung: Gemeinsam mit Kooperationspartnern aus der gewerblichen Wirtschaft wird die führende Position im Bereich der grünen Biotechnologie weiter ausgebaut. Laufende und geplante Projekte profitieren von dieser beispielhaften herausragenden Anlage.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Adlerholz ist ein industriell hochwertiges Nichtholzprodukt vietnamesischer Wälder dessen botanische Herkünfte extrem gefährdet sind. Adlerholz ist ein metabolit-reiches Harz aus dem Kernholz der tropischen Gattungen Aquilaria und Gyrinops das weltweit stark nachgefragt wird und ein erhebliches Wertschöpfungspotential besitzt. Unsicherheiten im Hinblick auf die extrem geringe Verfügbarkeit des industriellen Rohstoffes Agarwood als auch der bislang nicht geklärte biosynthetische Wirkmechanismus der Harz- und Metabolitbildung sind die Ursachen für erhebliche industrielle Handels-, Gebrauchs- und Verwertungshemmnisse die vom gegenwärtigen Forschungskonsortium über pflanzenbiotechnologische Ansätze minimiert werden sollen. - 1. Ziel: Entwicklung einer Pflanzen - Bioreaktor Technologie zur induzierten Produktion von strukturell einzigartigen Agarwood-Sesquiterpenen unter Verwendung von sterilen Aquilaria Zell- und Gewebekulturen - A.1 Entwicklung einer sterilen in vitro Propagation vietnamesischer Agarwood Arten und Entwicklung eines Kallusinduktionsprotokolls - A. 2 Etablierung eines biotechnologischen Produktionssystems über induzierte Aquilaria Zell- und Gewebekulturen - A. 3 Ermittlung optimierter Zellkulturbedingungen zur induzierten Sekundärmetabolitproduktion in Suspensionskulturen - A. 4 Selektion geeigneter Bioreaktortypen und Nährstoffversorgung zur induzierten Metabolit Produktion - A. 5 Entwicklung einer Aufreinigung- und eines selektiven Trennungsverfahren für hochwertige Agarwood Metabolite - 2. Ziel: Entwicklung einer hochwertigen und nachhaltigen Agarwoodproduktion in Plantagen/Agroforestry Systemen - - A. 1 Isolation, Selektion und Identifikation von Agarwood relevanten Pilzpathogenen - A. 2 Entwicklung einer artifiziellen Inokulationstechnik - A. 3 Artifizielle Inokulationen - A. 4 Metabolische und sensorische Evaluierung der artifiziellen Agarwood Produktion.

GO-Bio 2: AGRO-PROTECT: Weiterentwicklung einer Antikörper-vermittelten Resistenz Plattform

Das Projekt "GO-Bio 2: AGRO-PROTECT: Weiterentwicklung einer Antikörper-vermittelten Resistenz Plattform" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Die Weltbevölkerung wird nach Schätzungen der Bevölkerungsabteilung der Vereinigten Nationen noch bis 2025 auf über 8 Milliarden steigen. Gleichzeitig soll es zu einer Reduktion der Agrarfläche um bis zu 30 Prozent kommen. Es wird bis dahin nicht wie im Moment ein Verteilungsproblem, sondern ein Mangel an Nahrungsmitteln vorliegen. Neue Agrarfläche wird nur sehr begrenzt erschlossen werden können und ist zumeist ökologisch z.B. durch Brandrodung von Urwaldgebieten nicht vertretbar. Eine Lösung bietet die Grüne Biotechnologie. Insbesondere durch Generierung von Trocken-, Salz- und Pathogenresistenten Nutzpflanzen. Wir haben eine innovative, patentierte Plattform entwickelt, mit deren Hilfe man Pflanzen unempfindlich gegen Schadpilze machen kann, um einen Beitrag zur Lösung solcher Probleme zu leisten. Die Plattform umfasst die Entwicklung von Antikörper vermittelten Pathogen resistenten Nutz- und Zierpflanzen. Dabei werden antifugale Peptide/Proteine mit Antikörperfragmenten fusioniert und in der Zielpflanze exprimiert, was zu einer Resistenz der Nutzung gegen das Pathogen führt. Diese Serviceleistung soll durch die neu zu gründende Agro-Protect GmbH Saatgut Unternehmen, wie Monsanto, Syngenta, DSV, Bayer und BASF angeboten werden. In der Phase I dieses Antrages soll ein Prototyp (Phytophthora infestans resistente Kartoffelpflanze) entwickelt werden, um diesen dann den oben aufgeführten Firmen zum Kauf bzw. in Lizenz (Sortenschutz) anzubieten (Phase II). Die erwarteten Einnahmen sollen zur Finanzierung der Entwicklung weiterer pathogen resistenter Pflanzen und damit zur Schaffung neuer innovativer, zukunftssicherer Arbeitsplätze in Deutschland verwendet werden. Die Produktion des Saatguts und der Vertrieb an den Landwirt soll in der Anfangsphase durch bestehende Netzwerke der Saatgut Firmen weltweit übernommen werden. Das Geschäftsmodel verschafft allen Beteiligten der Wertschöpfungskette und dem Endverbraucher Vorteile. Saatguthersteller können mit geringerer Resistenzbildung rechnen. Dem Landwirt werden höhere Ertragssicherheit, günstigere Produktionskosten und geringere Resistenzbildung garantiert. Und der Endverbraucher kann mit geringeren Kontaminationen von Spritzmitteln und Mykotoxinen rechnen.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Symrise AG durchgeführt. Adlerholz ist ein industriell hochwertiges Nichtholzprodukt vietnamesischer Wälder dessen botanische Herkünfte extrem gefährdet sind. Adlerholz ist ein metabolit-reiches Harz aus dem Kernholz der tropischen Gattungen Aquilaria und Gyrinops das weltweit stark nachgefragt wird und ein erhebliches Wertschöpfungspotential besitzt. Unsicherheiten im Hinblick auf die extrem geringe Verfügbarkeit des industriellen Rohstoffes Agarwood als auch der bislang nicht geklärte biosynthetische Wirkmechanismus der Harz- und Metabolitbildung sind die Ursachen für erhebliche industrielle Handels-, Gebrauchs- und Verwertungshemmnisse die vom gegenwärtigen Forschungskonsortium über pflanzenbiotechnologische Ansätze minimiert werden sollen. 1. Ziel: Entwicklung einer Pflanzen - Bioreaktor Technologie zur induzierten Produktion von strukturell einzigartigen Agarwood-Sesquiterpenen unter Verwendung von sterilen Aquilaria Zell- und Gewebekulturen - A.1 Entwicklung einer sterilen in vitro Propagation vietnamesischer Agarwood Arten und Entwicklung eines Kallusinduktionsprotokolls - A. 2 Etablierung eines biotechnologischen Produktionssystems über induzierte Aquilaria Zell- und Gewebekulturen - A. 3 Ermittlung optimierter Zellkulturbedingungen zur induzierten Sekundärmetabolitproduktion in Suspensionskulturen - A. 4 Selektion geeigneter Bioreaktortypen und Nährstoffversorgung zur induzierten Metabolit Produktion - A. 5 Entwicklung einer Aufreinigung- und eines selektiven Trennungsverfahren für hochwertige Agarwood Metabolite -- 2. Ziel: Entwicklung einer hochwertigen und nachhaltigen Agarwoodproduktion in Plantagen/Agroforestry Systemen -- A. 1 Isolation, Selektion und Identifikation von Agarwood relevanten Pilzpathogenen - A. 2 Entwicklung einer artifiziellen Inokulationstechnik - A. 3 Artifizielle Inokulationen - A. 4 Metabolische und sensorische Evaluierung der artifiziellen Agarwood Produktion.

Developing a Knowledge Network for EUropean expertise on biodiversity and ecosystem services to inform policy making economic sector (KNEU)

Das Projekt "Developing a Knowledge Network for EUropean expertise on biodiversity and ecosystem services to inform policy making economic sector (KNEU)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Naturschutzforschung durchgeführt. Knowledge about biodiversity and ecosystem services is well advanced in the European scientific community, as demonstrated by many excellent projects and their scientific impact. However, on the global as well as the European scale, there is a failure to communicate the knowledge gained into the policy-making process and society as a whole. Such communication efforts, must ensure that all relevant knowledge is accessible and that all existing biodiversity research communities and other knowledge holders are involved in a network structure that is linked to decision making bodies. The overall objective of the project is thus to develop a recommended design for a scientific biodiversity Network of Knowledge (NoK) to inform policy-makers and other societal actors. This network shall be open, transparent, flexible, equally accessible to all, independent, be scientifically- and evidence-based and have a robust structure. It will develop links to relevant clients to support the science-society interface in Europe and beyond. To achieve this, the project brings together expertise from all major biodiversity research fields (in the consortium and beyond). Beginning with mapping the biodiversity knowledge landscape in Europe (WP1), the project will develop a prototype NoK, involving a wide number of institutions and networks in biodiversity research and policy (WP2). This prototype will then be used as a vehicle to carry out case studies in relevant policy fields (agriculture, biodiversity conservation, marine issues) in order to test and trial its functioning and effectiveness (WP3). The experience gained will be evaluated by an additional expert group within the project (WP4) in order to provide input for developing a recommended design for a potential future Network of Knowledge (WP5). WP6 takes care of project management, and will ensure international cooperation and the proper communication with potential clients of the network and the research community.

IBÖ-01: Next Generation Biofilm - die 'Rose von Jericho' der Biotechnologie

Das Projekt "IBÖ-01: Next Generation Biofilm - die 'Rose von Jericho' der Biotechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Kaiserslautern, Campus Pirmasens, Fachbereich Angewandte Logistik- und Polymerwissenschaften durchgeführt. Photoautotrophe austrocknungstolerante Biofilme (terrestrische Cyanobakterien) werden erstmals zur Wasserdampf-gesteuerten Produktion von bakteriellen Polysacchariden (Kohlenhydraten) genutzt. Hierbei kommt eine ressourcen- und energieeffiziente Verfahrenstechnik zum Einsatz, die mittels einer neuartigen emersen Photobioreaktor-Generation (ePBR) verwirklicht wird. Die neue Systemlösung kombiniert dabei Vorteile der Grünen- mit denen der Weißen-Biotechnologie zur Optimierung eines um 20-40% kosteneffizienteren sowie umweltfreundlicheren Produktionsverfahrens für Grund- und Feinchemikalien. In der Sondierungsphase soll dazu: 1) ein Outdoor-ePBR-Prototyp technisch umgesetzt und erste orientierende Voruntersuchungen durchgeführt werden (in Kooperation mit Prof. Timo Schmidt); 2) die Eigenschaften der bakteriellen Polysaccharide biochemisch analysiert werden (in Kooperation mit Dr. Jochen Schmid) ; 3) die daraus hervorgehenden Herstellungskosten und Anwendungsfelder durch eine Markt-, Kunden- und Konkurrenzanalyse sowie durch Marketingberatung präzisiert werden (in Kooperation mit engage AG); 4) eine Schutzrechtstrategie entwickelt und partiell umgesetzt werden und 5) geeignete wissenschaftlich-technische Partner und Mitarbeiter sowie Wirtschaftsexperten identifiziert und eingebunden werden, um zusammenfassend 6) einen ganzheitlichen und detaillierten Entwicklungsplan und Businessplan für die Machbarkeitsphase zu erstellen.

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