Formiat-basierte acetogene Bioproduktion von Treibstoffen un

Steigende CO2 Konzentrationen in der Atmosphäre erfordern eine fundamentale Änderung der Art und Weise wie in unserer Wirtschaft Produkte des täglichen Bedarfs wie Chemikalien oder Treibstoffe hergestellt werden. Momentan werden viele Produkte erdölbasiert durch Raffinierung und chemische Synthese hergestellt. Diese Art der Produktion kann allerdings als Leben von geologischem Sonnenschein gesehen werden, da Ressourcen, die über Jahr Millionen im Boden akkumuliert auf nicht nachhaltige Weise verwendet werden. Als Folge der weltweiten Klima- und Energiekrise muss unsere Wirtschaft umgebaut werden in ein System das den heutigen Sonnenschein und andere nachhaltige Energiequellen wie Wasserkraft, Wind oder Biomasse nutzt. Die Ausnutzung dieser alternativen Energiequellen wird es ermöglichen die Energieproduktion zu dekarbonisieren. Trotzdem sind viele Produkte des täglichen Bedarfs kohlenstoffbasiert, wie auch das Leben generell. Aus diesem Grund ist die kombinierte Nutzung von erneuerbarer, kohlenstoff-neutral erzeugter Energie und CO2 als nahezu unbegrenzt verfügbare Kohlenstoffquelle vielversprechend. Mithilfe von chemischer Katalyse können CO2 und elektrische Energie oder Wasserstoff effizient in Formiat (oder Ameisensäure), Kohlenmonoxid oder Methanol umgesetzt werden. Diese Komponenten stellen ideale Substrate für Bakterien und andere Mikroorganismen für Wachstum und Produktion von wertvollen Produkten dar. Eine Gruppe von Bakterien, die diese Komponenten effizient nutzen kann, heißt Acetogene. Dabei wandeln Acetogene kleine, Ein-Kohlenstoffkomponenten wie Formiat, Kohlenmonoxid oder Methanol in Acetat und Energie für ihr Wachstum um. Hierfür verwenden Acetogene den wahrscheinlich ältesten Stoffwechselweg für die Nutzung von Ein- Kohlenstoffkomponenten auf der Erde, den Wood-Ljungdahl Weg. Dies erlaubt es Acetogenen die Energie in Komponenten wie Formiat mit sehr hoher Energieeffizienz zu nutzen, d. h. ~90% der Energie, die in Formiat steckt, wird in das gewünschte Produkt umgewandelt. Diese Eigenschaft macht Acetogene sehr interessant um Bioprozesse für die Herstellung von wertvollen Chemikalien und Produkten wie Bioplastik basierend auf CO2 und erneuerbarer Energie zu etablieren. Das Projekt FORBIX zielt darauf ab das volle Potential von Acetogenen nutzbar zu machen, indem diese Organismen als Plattformsystem für die Synthese von vielen verschiedenen Produkten entwickelt werden. Um dieses Ziel zu erreichen wird ein breiter Ansatz aus Mikrobiologie, gentechnische Veränderung, Fermentation, Analyse von Mikroorganismen mit bioanalytischen Methoden und computergestützten Modellen genutzt. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse von FORBIX dazu verwendet werden können industrielle Bioproduktionssysteme auf der Basis von Formiat zu etablieren, um wertvolle Produkte aus CO2 und erneuerbarer Energie herzustellen. Auf diese Weise kann ein kohlenstoff-negatives System etabliert werden das Kohlenstoff (CO2) kontinuierlich recycled und abscheiden kann.