Schneller Weg zu Elite-Bakterien

Helmholtz-Gemeinschaft fördert eine Ausgründung der Jülicher Biotechnologen

11.12.2013 - Deutschland

Mikroorganismen sind die "Arbeitstiere" der weißen Biotechnologie. Sie produzieren medizinische Wirkstoffe, Nahrungsmittel und chemische Wertstoffe. Es gilt: Je produktiver die Mikroorganismen, desto effektiver der gesamte industrielle Prozess. Um die Besten unter ihnen schnell zu finden, haben Jülicher Forscher ein Verfahren entwickelt, mit dem hochproduktive Zellen zum Leuchten gebracht werden und so unter Millionen anderen erkennbar sind. Mit der Ausgründung SenseUp Biotechnology wollen sie diese Technologie nun zur Marktreife bringen. Das Vorhaben wird von der Helmholtz-Gemeinschaft im Rahmen des Förderinstruments Helmholtz Enterprise gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich mit 260.000 Euro unterstützt.

Bis zu 50.000 Bakterien pro Sekunde sortieren die Jülicher Biotechnologen mit ihrer Technik. Dabei gilt es, aus Millionen von mikrobiellen Zellen diejenigen herauszufiltern, die besonders effektiv eine gewünschte Substanz herstellen. "Für den industriellen Einsatz sucht man möglichst effiziente Bakterienstämme", erklärt Dr. Georg Schendzielorz, einer der beiden Gründer vom Forschungszentrum Jülich. "Denn je nach Substanz können bereits um ein bis zwei Prozent produktivere Bakterien den Jahresumsatz eines Herstellers um mehrere Millionen Dollar steigern."

In SenseUp Biotechnology arbeitet Schendzielorz mit seinem Partner Stephan Binder mit einer Technik, die sich High-Throughput Screening & Recombineering (HTSR) nennt. Ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung hochproduktiver Mikroorganismen ist das Screening großer Bibliotheken von Zellen mit unterschiedlichen genetischen Änderungen. Die Bakterien erhalten vor dem Screening eine genetische Zusatzausstattung. Dadurch leuchten sehr produktive Mikroorganismen besonders hell und können so optisch erkannt werden. Die so veränderten Bakterien kommen dann in ein Gerät, das ursprünglich aus der Blutanalytik stammt. Es spült sie im Akkord einzeln an einem Laserstrahl vorbei. Dieser erkennt die hellsten Zellen und leitet sie einzeln direkt in eine Mikrotiterplatte. Jedes ausgewählte Bakterium kommt in eine eigene abgegrenzte Mulde, in der es vermehrt und weiter untersucht werden kann.

"Mit klassischen Methoden dauert die Suche nach neuen Bakterienstämmen mehrere Wochen bis Monate", sagt Binder. "Wir können das mittels HTSR in wenigen Tagen und den Firmen damit erhebliche Kosten sparen." Am Beispiel von Aminosäuren haben die beiden Gründer das bereits erfolgreich demonstriert. "Wir planen nun, die HTSR-Technik innerhalb eines Jahres zur Marktreife zu bringen, da das Interesse aus der Industrie sehr groß ist", sagt Binder. "Die Förderung durch das Programm Helmholtz Enterprise wird uns dabei sehr helfen."

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