Erstmals an einer Fachhochschule vollständige Erbsubstanz eines Organismus entschlüsselt

24.05.2011 - Deutschland

In der TH-Arbeitsgruppe »Molekularbiologie und Funktionelle Genomik« unter Leitung von Prof. Dr. Marcus Frohme wurde erstmals an einer Fachhochschule die vollständige Erbsubstanz (Genom) eines Cyanobakteriums entschlüsselt (sequenziert). Grundlage dafür bildete ein aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionalentwicklung (EFRE) im Rahmen des Landesprogramms »Wissens- und Technologietransfer für Innovationen« finanzierter Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierer, der kürzlich an der TH Wildau in Betrieb genommen wurde.

Das Wissenschaftlerteam untersuchte einen Cyanobakterien-Stamm, der in Laboren u. a. für die Produktion regenerativer Treibstoffe kultiviert wird, auf genetische Veränderungen. Schon nach einer ersten bioinformatischen Analyse konnte nachgewiesen werden, dass die erhaltene DNA-Abfolge deutlich von der bereits bekannten Ursprungssequenz abweicht. Im Laufe des langen Laborlebens hat sich der Organismus offenbar angepasst und Teile seiner DNA verloren, da sie für den speziellen Einsatz nicht benötigt werden.

Die Forschungsergebnisse liefern Aussagen darüber, wie stabil Kulturen in Bio-Reaktoren sind, beispielsweise in dem an der TH Wildau am 6. Mai 2011 in Betrieb genommenen Algen-Biotechnikum. Große Erwartungen in die Analysen hat auch der langjährige industrielle Kooperationspartner von Prof. Frohme, Cyano Biofuels GmbH in Berlin-Adlershof. Das Unternehmen will Cyanobakterien als Quelle für die großtechnische Herstellung regenerativer Treibstoffe einsetzen. Vorteile solcher Organismen sind die leichte Kultivierbarkeit, die hohe Ausbeute und insbesondere die Tatsache, dass man sie auf Flächen kultivieren kann, die nicht für die Landwirtschaft nutzbar sind. Im Fokus der Kooperation zwischen der TH Wildau und Cyano Biofuels stehen die molekulargenetische Verbesserung der Bakterien, um die Produktausbeute zu erhöhen und sie besser an unterschiedliche Kulturbedingungen anzupassen, und eine zuverlässige Kulturkontrolle.

»Die Inbetriebnahme des ersten Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierers im Land Brandenburg und die Entschlüsselung des ersten Genoms an der TH Wildau sind bedeutende Meilensteine«, so Prof. Frohme, der in ähnlichen Projekten bereits seit fünfzehn Jahren arbeitet. »Damals habe ich in einem großen Verbund von über 100 Wissenschaftlern mitgewirkt, der ein kleineres Bakteriengenom in mehreren Monaten sequenziert hat. Mit dem neuen Gerät ist das nun eine Aufgabe, die ein Master-Student lösen kann. Unsere akademischen und industriellen Kooperationen erhalten dadurch einen deutlichen Schub, bestenfalls entstehen daraus neue Projekte und Arbeitsplätze.« Auf jeden Fall wird das Projekt die Karriere von drei Nachwuchswissenschaftlern der TH Wildau befördern: Diana López (MSc), Markus Grohme (Dipl.-Biol.) und Ulrich Tillich (MSc) arbeiten in diesem Rahmen an ihrer Promotion.

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