Ökologische Bedeutung v Polyhydroxybutyrat in Cyanobakterien

Kreislaufwirtschaft und eine nachhaltige Lebensweise bedingen die Verfügbarkeit erneuerbarer Rohstoffe in großen Mengen. Aus bekannten, ethischen Gründen ist die landwirtschaftliche Produktion industrieller Grundstoffe ungewünscht. Eine Primärproduktion mittels Algen oder Cyanobakterien ist aus der konfliktreichen Diskussion ausgenommen, is jedoch, als vergleichsweise neuer Forschungszweig nicht soweit optimiert, wie die Landwirtschaft. Eine vielversprechende Produktgruppe aus Cyanobakterien sind PHA`s, natürliche Polyhydroxyalkanoate mit ähnlichen Eigenschaften und Einsatzgebieten, wie konventionelle Kunststoffe. Die Kenntnis von Möglichkeiten und Grenzen der biotechnologischen Produktion vorausgesetzt, ist eingehende Grundlagenforschung für ein tieferes Verständnis der biologischen und ökologischen Bedeutung des Biopolymers erforderlich. Derartige Untersuchungen wurden für heterotrophe Bakterien bereits durchgeführt, jedoch gibt es bislang kaum Daten über Funktionen und Interaktionen der PHA`s in Cyanobakterien. Unser Projekt wendet spezielle Messmethoden zur Erfassung chemischer, physikalischer, morphologischer und molekulargenetischer Parameter von Cyanobakterienzellen an, wenn diese günstigen oder ungünstigen Umweltbedingungen ausgesetzt werden. Aus den so gesammelten Daten erwarten wir, wertvolle Erkenntnisse zur Stressbewältigung von Cyanobakterien über deren PHA-Produktion zu gewinnen. Die Ergebnisse werden nicht nur aus akademischer Sicht, sondern auch im Hinblick auf spätere Prozessoptimierungen in der Biotechnologie mit Cyanobakterien wertvoll sein.

Eine nachhaltige Lebensweise bedingt die Verfügbarkeit erneuerbarer Rohstoffe in großen Mengen - Energie genauso wie Biomasse. Aus bekannten, ethischen Gründen ist die landwirtschaftliche Produktion industrieller Grundstoffe ungewünscht. Eine Primärproduktion mittels Algen oder Cyanobakterien ist aus der konfliktreichen Diskussion ausgenommen, ist jedoch, als vergleichsweise neuer Forschungszweig nicht soweit optimiert, wie die Landwirtschaft. Eine vielversprechende Produktgruppe aus Cyanobakterien sind PHA's, natürliche Polyhydroxyalkanoate mit ähnlichen Eigenschaften und Einsatzgebieten, wie konventionelle Kunststoffe. Dieser neue Prozesstyp ist wissenschaftlich, technisch und wirtschaftlich gleichermaßen interessant. Im Projekt PHBecol wurde die wissenschaftliche Seite näher betrachtet. Möglichkeiten und Grenzen der biotechnologischen Produktion sind von einem reproduzierbaren Zustand der Mikroorganismen abhängig. Ein tieferes Verständnis der physiologischen und ökologischen Bedeutung des Biopolymers for den produzierenden Mikroorganismus bedarf intensiver Forschungsarbeit. Derartige Untersuchungen wurden für heterotrophe Bakterien bereits durchgeführt, jedoch gibt es bislang kaum Daten über Funktionen und Interaktionen von PHB, der überwiegenden Variante der PHA's in Cyanobakterien. Unser Projekt hat spezielle Messmethoden zur Erfassung chemischer, physikalischer, morphologischer und einiger molekulargenetischer Parameter von Cyanobakterienzellen angewandt, welche günstigen oder ungünstigen Umweltbedingungen ausgesetzt waren. Aus den so gesammelten Daten gewannen wir wertvolle und auch überraschende Erkenntnisse zur Stressbewältigung von Cyanobakterien über deren PHB-, Glykogen- und Photopigmentproduktion. Die Ergebnisse sind prioritär von akademischem Interesse, sind aber auch eine wertvolle Basis für spätere Prozessoptimierungen in der Biotechnologie mit Cyanobakterien.