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16.09.2014 | Automobil + Motoren | Nachricht | Online-Artikel

Biokraftstoff mithilfe von Bakterien herstellen

verfasst von: Angelina Hofacker

3 Min. Lesedauer

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An der Universität Bielefeld soll Biokraftstoff mithilfe eines Bakteriums hergestellt werden, das überschüssigen Strom aus regenerativen Energien sowie Kohlenstoffdioxid nutzt.Die am Projekt beteiligten Master-Studierenden nehmen mit ihrem Lösungsansatz am diesjährigen iGEM-Wettbewerb in Boston teil.

Master-Studierende der Universität Bielefeld haben es sich zum Ziel gesetzt, einen Biokraftstoff zu produzieren. Zu diesem Zweck konstruieren sie ein Bakterium, das überschüssigen Strom aus regenerativen Energien sowie Kohlenstoffdioxid nutzt. "Strom aus regenerativen Energien lässt sich bislang weder effizient speichern noch transportieren. Das bedeutet, dass beispielsweise bis zu 17 Prozent des durch Windenergie erzeugten Stroms nicht in das Stromnetz eingespeist werden. Diesen überschüssigen Strom wollen wir nutzen, um damit die von uns konstruierten Bakterien wachsen zu lassen", erklärt Teammitglied Simon Riedl die Idee der Studierenden.

Mit dem entwickelten Lösungsansatz nimmt das Projektteam am iGEM-Wettbewerb teil. iGEM steht für "international Genetically Engineered Machine" und bezeichnet einen internationalen, studentischen Wettbewerb im Bereich der synthetischen Biologie, der seit 2004 im US-amerikanischen Boston ausgetragen wird.

Herstellung von Isobutanol

Das Bielefelder Team hat sich für die Herstellung des Biokraftstoffs Isobutanol entschieden, der beispielsweise als Treibstoff für Autos genutzt werden könnte. Im Gegensatz zu dem gebräuchlichen Ethanol-Kraftstoff ist die Energiedichte von Isobutanol höher, erläutern die Master-Studierenden. Man benötigt also theoretisch von diesem Kraftstoff eine geringere Menge, um ein Fahrzeug zu betreiben. Um Isobutanol herzustellen, nutzen die Nachwuchswissenschaftler einen synthetischen Stoffwechselweg: Sie kombinieren Gene unterschiedlicher Organismen und bringen diese in das von ihnen konstruierte Bakterium ein, welches mithilfe des fixierten Kohlenstoffs schließlich den Biokraftstoff produzieren soll.

Bakterien sollen CO2 fixieren

Die Bakterien befinden sich in einer reversen mikrobiellen Brennstoffzelle (rMFC), in der die Energie des Stroms auf die Bakterien übertragen und von diesen weiter genutzt wird, erklären die Studierenden aus Bielefeld. Um das Ziel - einen Biokraftstoff herzustellen - zu erreichen, sei es wichtig, dass die Bakterien wachsen beziehungsweise sich vermehren. Je mehr Bakterien man habe, desto mehr Biokraftstoff lasse sich produzieren. Vom Wachstum der Bakterien, hin zur Produktion des Biokraftstoffs ist aber noch ein Zwischenschritt notwendig, schildern die Projektteilnehmer. Deshalb arbeiten die Jungforscher daran, die Bakterien zu befähigen, CO2 zu fixieren. Ihr Vorgehen dabei beschreiben sie wie folgt: Ein Stoffwechselweg wird in die von ihnen konstruierten Escherichia-Coli-Bakterien eingebracht. Dieser ist in Pflanzen während der Photosynthese aktiv und bindet den Kohlenstoff aus dem CO2. Der fixierte Kohlenstoff soll im Bakterium dann als Grundlage für die Herstellung des Biokraftstoffs dienen. Positiver Nebeneffekt des Vorgangs sei, dass auf diese Weise CO2 aus der Luft entfernt und von den Bakterien gebunden wird.

Erste Projektergebnisse

Erste Erfolge vermelden die Studierenden bereits: So sei es ihnen gelungen, Gene für die Isobutanolproduktion zu isolieren und zu kombinieren. Außerdem ist eine erste Konstruktion der entworfenen Brennstoffzelle abgeschlossen, sodass das Team mit Testläufen starten kann, wird aus Bielefeld berichtet. Im Wettbewerb in Boston will das Team Ende Oktober dann das fertige Bakterium vorstellen, welches mittels Strom wachsen, CO2 fixieren und Isobutanol produzieren kann.

Im April 2014 hat das Bielefelder iGEM-Team mit der Arbeit begonnen. An dem Projekt sind zehn Studenten aus den Studiengängen Molekulare Biotechnologie, Genombasierte Systembiologie, Bioinformatik und Genomforschung sowie Naturwissenschaftliche Informatik beteiligt. Gefördert wird das Projekt im Rahmen des europäischen Projekts Synenergene. Professor Dr. Jörn Kalinowski vom Centrum für Biotechnologie der Universität Bielefeld steht dem Team als Betreuer zur Seite. Weitere Hilfestellung erhält das Projektteam von Wissenschaftlern der Fakultät für Biologie und der Technischen Fakultät der Universität.

Am iGEM-Wettbewerb nehmen dieses Jahr rund 2500 Studierende aus 32 Ländern teil. Die Universität Bielefeld ist im fünften Jahr in Folge dabei.

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