Dossier
Neue Technologien zur Energiegewinnung
Nach dem prognostizierten Ende des Erdöl-Zeitalters noch in diesem Jahrhundert drängen fast täglich Meldungen über neue Ansätze alternativer Technologien zur Energiegewinnung an die Öffentlichkeit. Weltweit wird an der industriellen Umsetzung innovativer Konzepte zu erneuerbaren Energien gearbeitet, die eine Sicherung des weltweiten Energiebedarfs angesichts hoher Ölpreise, wachsender Energiebedürfnisse bei gleichzeitig sinkenden Reserven gewährleisten sowie eine Bremsung des Klimawandels beschleunigen soll. Die Biotechnologie ist dabei ein Weg, zur Entwicklung optimierter Verfahren der Gewinnung von Biokraftstoffen beizutragen.
Mit der Metagenomik zum künstlichen Energieerzeuger-Organismus
Ein noch radikalerer Ansatz entsteht durch ein noch junges Feld der Biotechnologie, die synthetische Biologie oder Biosynthetik, die zum Ziel hat, Lebewesen aus einer synthetischen Zelle ohne vorherige Eigenschaften vollständig neu zu designen, indem in Form eines Minimalgenoms die lebensnotwendigen mit den funktional gewünschten Genen kombiniert werden. Der amerikanische Biologe Craig Venter gilt als Pionier auf diesem Gebiet und will mit seiner Firma Synthetic Genomic einen völlig neuen maßgeschneiderten Organismen schaffen, der Ethanol und andere Treibstoffe produziert. Erweitert wird dieser Ansatz durch die Metagenomik, bei der Wissenschaftler die Gene ganzer Mikroben-Kolonien entschlüsseln, die denselben Ort besiedeln, um damit gezielt Gene mit ganz bestimmten metabolischen Eigenschaften herauszufiltern. Der internationale Energiekonzern BP schloss im Juni 2007 eine Forschungspartnerschaft mit Synthetic Genomic ab, bei der die Bakterienwelt in Erdöllagerstätten und ihre Stoffwechselbesonderheiten detailliert untersucht und für die Schaffung künstlicher Organismen zur Energiegewinnung genutzt werden soll.
Propan verwertende Bakterien unter dem Mikroskop.Quelle: MPI für marine Mikrobiologie, Bremen
Propan verwertende Bakterien unter dem Mikroskop. Quelle: MPI für Marine Mikrobiologie, Bremen
Spezialisierte Verdauungsenzyme aus der Natur
Einen ähnlichen Ansatz bei der Suche nach spezialisierten Mikroorganismen aus der Natur verfolgen kalifornischen Wissenschaftler des Joint Genome Institutes des US-Energieministeriums. Sie untersuchen das Genom von Mikroben, die speziell bei der Energiegewinnung aus Lignocellulose helfen sollen. Im Magen von Termiten wollen sie die Werkzeuge der Bakterien entschlüsseln, die dort das Holz verdauen. Die Forscher entdeckten dadurch bereits neue Enzyme, die Zellulose in Zucker umwandeln.
| Mehr zum Thema bei biotechnologie.de |
| News: Meeresbakterien mit ungewöhnlichem Appetit endeckt |
Das es in der Natur viele natürlich vorkommende Enzyme für nahezu jede Nahrungsquelle gibt, zeigten kürzlich auch eine deutsch-amerikanische Gruppe von Geo- und Biowissenschaftlern. Die Wissenschaftler um Friedrich Widdel vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen entdeckten erstmals Bakterien in Meeressedimenten, die Sulfat statt Sauerstoff zur Atmung verwenden und Propan und Butan, also gasförmigen Kohlenwasserstoffe, als alleinige Kohlenstoff- und Energiequelle nutzen. Aus derartigen entdeckten Reaktionsmechanismen der Mikroben erhoffen sich die Wissenschaftler neue synthetische Ansätze zur gezielten Entwicklung chemischer Produkte aus Kohlenwasserstoffen, die heute noch aus Erdöl gewonnen werden.
