Hefe-Pheromone zur Steuerung biotechnologischer Prozesse (HeSPro)
Industrielle biotechnologische Produktionsprozesse werden seit ihrer Einführung in den 1940er Jahren durch die Anwendung von Reinkulturen dominiert. Hierbei ist man in den Konversionen auf die Leistungen der Organismen der eingesetzten Spezies beschränkt. Dagegen erscheint es vorteilhaft Stoffwechselleistungen unterschiedlicher Spezies zu kombinieren und Konversionen von Konsortien von Mikroorganismen durchführen zu lassen. Eine Regulation der Zusammensetzung und der spezifischen Stoffwechselleistungen der Konsortien ist aber meist nicht möglich. Somit ist eine Kontrolle, welche Stoffkonversion durch welchen Mikroorganismus wann vollzogen wird, ebenfalls nur sehr eingeschränkt und die Gestaltung reproduzierbarer Prozesse mit mikrobiellen Konsortien eine große Herausforderung.
Im vorliegenden Projekt wird ein neuer, synthetisch biologischer Ansatz verfolgt, um mikrobielle Konsortien auf der Basis von Hefen in Bioreaktoren definiert und kontrolliert zu kultivieren. Dazu soll die auf dem Pheromonsystem von Hefen basierende intra- und inter-spezies Kommunikation verwendet werden (Groß et al. (2011) Letters in Applied Microbiology 52:521–526; Hennig et al. (2015) Journal of Biological Engineering 9:13). Dies soll erlauben, die Zusammensetzung von Konsortien zu definieren und diese in zeitlicher Abfolge gezielt zu verändern. So können mehrstufige Prozesse realisiert werden, in denen mehrere Konversionen in definierter Abfolge von unterschiedlichen Subpopulationen durchgeführt werden.
Ziel des Projektes ist die Etablierung von intra- und inter-spezies Kommunikation von Hefen für Anwendungen in der Biotechnologie. Dabei kooperieren das Institut für Genetik (IfG) und das Institut für Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik (ILB). Die seitens des IfG vornehmlich für biosensorische Anwendungen im Labormaßstab entwickelten synthetisch biologischen Verfahren zur kontrollierten Zellkommunikation sollen durch das ILB für verfahrenstechnische Prozesse verfügbar gemacht und durch das IfG wesentlich erweitert werden.
Projektfinanzierung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Projekt-ID: BL 345/18-1
Projektleiter:
© Christian Hüller
Seniorprofessor für Bioverfahrenstechnik
NameProf. Dr. rer. nat. habil. Thomas Bley
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Projektmitarbeiter:
© Mann
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameDr.-Ing. Christiane Haas
Bioprozesstechnik
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Projektpartner:
Technische Universität Dresden
Institut für Genetik
AG "Biologische Sensor-Aktorsysteme"
Dr. Kai Ostermann
01062 Dresden
Projektlaufzeit:
01.10.2015 - 30.09.2018