Der Einsatz biotechnologischer Syntheseschritte verspricht eine Revolution in der Chemie- und Pharmabranche
Mikroben arbeiten in der Biotech-Fabrik

Die chemische Industrie bekommt Schützenhilfe aus dem Reich der Mikroben. Zum Beispiel von dem winzigen Bakterium Pseudomonas putida: Es entwickelt einen unstillbaren Appetit – zur großen Freude von Chemikern und Umweltschützern. Mit Vorliebe verspeist die Mikrobe genau jene Giftstoffe, die für Menschen Krebs erregend wirken: Phenol, Toluol oder andere aromatische Kohlenstoffverbindungen. Rund 90 Bakterienarten verschlingen derartige Giftcocktails, um sich optimal zu vermehren.

DÜSSELDORF. Die Gifte werden auf diese Weise nicht nur gebunden, sondern obendrein äußerst nutzbringend verdaut: Denn die Winzlinge lagern während der Verarbeitung einen speziellen Energiespeicherstoff in ihr Zellinneres. Diese aus dem chemischen Futter gewonnene Substanz ist wertvoller als Öl: Es handelt es sich um das so genannte Biopolymer PHA, einen Polyester-Baustein also, aus dem Kunststoffe hergestellt werden können.

Bisher lieferte Erdöl die Basis für die Plastikproduktion weltweit. Die Fress- und Umwandlungslust der Bakterien dürfte das in Zukunft jedoch massiv ändern. So arbeiten Wissenschaftler an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) in St. Gallen an der Züchtung von Mikrobenstämmen, die Biopolymere nach Maß herstellen. Je nach Zusammensetzung des Futters sammelt sich in den Mikroben das PHA an. Das stehe dann nach EMPA-Angaben bereit für Einsätze in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten der Industrie und Medizin.

Tatsächlich gelang es bereits, drei Sorten von Biopolymeren zu gewinnen. Und deren Einsatzgebiete sind breit gefächert: Verpackungsmaterial, Leime, Wundfäden, Hautersatz oder Herzklappen werden daraus gefertigt. Selbst Arterien oder Nervenstützen lassen sich aus den Mikroben-Rohstoffen herstellen.

Vor allem die Großen der Industrie haben Interesse an den Mikroben. Eine Neuentwicklung der US-Konzerne Dupont und Genencor zeigt, wohin die Reise geht. Den Unternehmen gelang es, abbaubare Biopolymere herzustellen. Kunststoffe also, die sich kompostieren lassen. Auch hier sind hungrige, gentechnisch veränderte E-coli-Bakterien die entscheidenden Akteure in der Produktionskette. Sie verwandeln Glukose, das als Mais-Sirup zur Verfügung steht, in den Baustein für die Polyester-Gewinnung.

Handfeste wirtschaftliche Gründe

Die Winzlinge im Mikroskop-Format halten auch in anderen Branchen Einzug. Im agronomischen Bereich beispielsweise erweist sich ein deutsches Startup als wegweisend. Die 1992 in Malchow auf der Ostseeinsel Poel gegründete Prophyta GmbH entwickelte „Deutschlands erstes biologisches Fungizid“, wie die Autoren einer Analyse von Technical Insights, einem Bereich der Unternehmensberatung Frost & Sullivan, berichten. Bei den Produkten des Unternehmens handelt es sich in erster Linie um Präparate auf Basis lebender Mikroorganismen. 1997 ließ die EU das erste biologische Pflanzenschutzmittel zu.

Der branchenübergreifende Entdeckungselan in Sachen Mikroorganismen beruht auf handfesten wirtschaftlichen Gründen. Die in der Krebsmedizin eingesetzten monoklonalen Antikörper – also künstlich hergestellte Eiweiße des Immunsystems – haben beispielsweise einen globalen Markt von rund 3 Mrd. US-Dollar pro Jahr erreicht. Dieser Umsatz werde sich bis zum Jahr 2010 auf 12 Mrd. US-Dollar erhöhen, heißt es in der Technical- Insights-Studie. Noch größeres Potenzial birgt der Einsatz von biotechnologischen Syntheseschritten in der traditionellen chemischen Industrie. Rund 60 % aller Feinchemikalien werden bis 2010 mit Hilfe der Biotech hergestellt werden, sagen die Technical Insight- Analysten voraus. Das entspräche einem Markt von 280 Mrd. US-Dollar.

Das Ende der Fahnenstange wäre damit noch lange nicht erreicht. „Schon der Umstand, dass fast 99 Prozent der natürlich vorkommenden Mikrobenarten noch nicht erforscht sind, zeigt das riesige Potenzial“, verdeutlicht Miriam Nagel, Analystin bei Technical Insights die Möglichkeiten.

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