Frankfurter Forscher stellen synthetische Hefen her, die aus Pflanzenabfällen hochwertigen und zugleich preiswerten Biosprit aus Ethanol und Butanol produzieren.
Hefen können nicht nur Bier und Wein aus pflanzlichen Zuckern gewinnen, sondern auch Bioethanol. Dessen traditionelle Herstellung aus Mais und Getreide ist etwas in Misskredit geraten, weil seine Produktion mit derjenigen von Nahrungsmitteln konkurriert und nur unwesentlich zur CO2-Reduktion beiträgt. Forscher um Eckhard Boles umgehen dieses Problem, indem sie die Stoffwechseleigenschaften von Hefen so verbessern, dass sie auch Pflanzenabfälle verwerten können. Dazu haben sie erstmals die Methode der Synthetischen Biologie angewandt.
"Wir bauen in die Hefe Saccharomyces cerevisiae künstliche, biochemische Systeme ein, die neuartige Stoffwechselwege in der Zelle etablieren", erklärt Boles. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten, bei denen Erbmaterial aus Bakterien in die Hefezellen eingeschleust wurde, haben die Forscher nun am Computer entwickelte und maschinell, aus DNA-Bausteinen künstlich synthetisierte Gene in die Hefen eingebracht.
Die "Anleitung" dazu entnehmen sie weiterhin der Aminosäuresequenz bakterieller Enzyme, modifizieren aber den Bauplan so, dass er optimal auf die Stoffwechseleigenschaften der Hefen abgestimmt ist. Die so erzeugten künstlichen Gene erlauben es den Hefezellen, bestimmte Zuckerarten in pflanzlichen Abfällen deutlich effizienter zu Ethanol umzusetzen. "Wir konnten so den Ertrag um 25 % steigern. Die Produktivität, das heißt die Geschwindigkeit der Umsetzung hat sogar um mehr als 250 % zugenommen", so Boles. "Damit kommen wir der kommerziellen Produktion von Zellulose-Ethanol einen beträchtlichen Schritt näher."
Die Erfindung wurde bereits zum Patent angemeldet. Die neuen Methoden der Synthetischen Biologie sollen nun für weitere Aufrüstungen der Hefe genutzt werden. So sind die Forscher auch damit beschäftigt, Hefen zu konstruieren, die Butanol produzieren. "Butanol hat als Autokraftstoff noch deutlich bessere Eigenschaften als Ethanol", erläutert Boles. Um seine Erfindungen möglichst schnell in den industriellen Maßstab zu überführen, hat Boles kürzlich mit einem Schweizer Partner die Butalco GmbH gegründet. Er sucht nun Investoren, die ihm bei der Kommerzialisierung helfen.
