Leuchten verrät produktivste Bakterien

Innovationspreis NRW für Jülicher Biotechnologen

Der Innovationspreis des Landes Nordrhein-Westfalen gehört zu den bedeutenden deutschen Forschungspreisen – verliehen wird er in drei Kategorien. Die Jülicher Biotechnologen Georg Schaumann und Stephan Binder vom Institut für Bio- und Geowissenschaften erhalten den mit 50000 Euro dotierten Preis in der Kategorie Nachwuchs.

Zwei Wissenschaftler – eine Geschäftsidee: Stephan Binder und Georg Schaumann (rechts) vom Institut für Bio- und Geowissenschaften sind Preisträger des Innovationspreises NRW. (Copyright: Forschungszentrum Jülich)

Dies gab am 18.02. die Wissenschaftsministerin Svenja Schulze bekannt. Ausgezeichnet werden die beiden Jungunternehmer für ihre Sensortechnologie „SenseUp", mit der sie schnell und effizient hochproduktive Mikroorganismen finden, die aus nachwachsenden Rohstoffen wertvolle Grundbausteine für Nahrungs- und Lebensmittel herstellen. Verliehen wird der Innovationspreis am 29. Februar in Düsseldorf.

Das Sensorsystem haben Binder und Schaumann gemeinsam in ihren Doktorarbeiten entwickelt. Die Idee dahinter: In der „weißen Biotechnologie" produzieren Bakterien Nahrungsmittel, medizinische Wirkstoffe und chemische Wertstoffe. Je mehr sie von der erwünschten Substanz herstellen, umso effektiver fällt der gesamte industrielle Prozess aus. Der Bedarf an solchen Organismen steigt im Zuge zunehmender biobasierter Produktionsverfahren.

Die wenigen hochproduktiven Zellen unter Millionen anderen zu finden, war lange Zeit schwierig. Klassische Methoden brauchen Wochen bis Monate, um die Bakterien zu isolieren und zu kultivieren. „Mit der SenseUp-Technologie gelingt uns das in wenigen Tagen", sagt Binder. Um den effizientesten Einzellern auf die Spur zu kommen, schleusen die Wissenschaftler ein ringförmiges Sensor-Molekül in die Zelle ein. Diese Zusatzausstattung sorgt dafür, dass jene Zellen, die die erwünschte Substanz herstellen, anfangen zu leuchten. Je produktiver die Zelle, umso stärker fluoresziert sie. Ein Zellsortierer spült die Mikroorganismen im Akkord – 50 000 Bakterien pro Sekunde – an einem Laserstrahl vorbei, der die hellsten Zellen einzeln in eine Mikrotiterplatte sortiert. Dort wird jedes ausgewählte Bakterium vermehrt und weiter untersucht.

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Auf sogenannten Flowerplates lassen sich die Bakterien kultivieren und analysieren. (Copyright: Forschungszentrum Jülich)

Wie gut das Verfahren funktioniert, haben die Wissenschaftler bereits an der Entwicklung von Bakterienstämmen gezeigt, die Aminosäuren produzieren. Diese Eiweißbausteine sind wichtige Rohstoffe für die Nahrungsmittelindustrie. „Die Technologie eignet sich zudem hervorragend, um gentechnikfrei hochproduktive Organismen zu erhalten, denn mit unseren Sensoren finden wir die effizientesten Bakterienstämme, die die Natur hergibt", erklärt Schaumann.

Gentechnikfreie Bakterienstämme sind ein hochinteressanter Bereich – insbesondere für die Lebensmittelindustrie, die dem Kundenwunsch nach natürlichen Inhaltsstoffen nachkommen möchte. Neben der Aminosäureproduktion fokussieren sich die Geschäftsführer mit ihrem achtköpfigen Team auf Bakterien, die Proteine herstellen, die als Nahrungsergänzungsmittel zunehmend an Bedeutung gewinnen. 2017 wollen Binder und Schaumann ihr Unternehmen „SenseUp" am Markt etablieren.

Eine lange Liste von Auszeichnungen bestätigt die exzellente Forschung: 2013 erhielten sie den Innovationspreis der Bioregionen in Deutschland sowie die Helmholtz-Entreprise-Auszeichnung. Mit der Gründungsoffensive Biotechnologie „GO-Bio" bekamen Georg Schaumann und Stephan Binder 2014 eine Anschubfinanzierung von 2,6 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, im Januar 2015 gab es den Innovation Award der RWTH Aachen und einen Monat später erklärte der Technology Review die beiden zu den 10 innovativsten deutschen Köpfen unter 35 Jahren.

Ansprechpartner:
Dr. Stephan Binder
Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Biotechnologie (IBG-1)
E-Mail: s.binder@fz-juelich.de

Dr. Georg Schaumann
Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Biotechnologie (IBG-1)
E-Mail: g.schaumann@fz-juelich.de

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