Aachen - Revolutionär: Aachener Studenten entwickeln Erdöl-Ersatz

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Revolutionär: Aachener Studenten entwickeln Erdöl-Ersatz

Von: Katharina Menne
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Internationaler Wettbewerb: Das Studententeam der RWTH Aachen möchte die Herstellung von Waschmitteln etc. mit Hilfe von Bakterien revolutionieren. In den USA wird das Projekt jetzt vorgestellt. Foto: Andreas Steindl

Aachen. Sie wollen die Herstellung von Waschmitteln, Medikamenten, Plastik und anderen Chemikalien revolutionieren. Womit? Mit Bakterien. Ein 19-köpfiges, interdisziplinäres Studenten-Team der RWTH Aachen misst sich mit diesem Vorhaben beim internationalen Wettbewerb „iGEM“ in den USA mit rund 280 Teams aus aller Welt.

Es ist ein Wettbewerb im Bereich der synthetischen Biologie, bei dem komplexe biologische Systeme entwickelt werden, die so in der Natur nicht vorkommen.

Öl und Gas ersetzen

Die Projektidee der Studenten setzt bei der Frage an, wie man auf lange Sicht Erdöl und Erdgas kostengünstig und nachhaltig ersetzen kann. Ein bereits in vielen Ländern umgesetzter Weg, ist der Anbau von Energiepflanzen, wie Kartoffeln, Weizen oder Mais, die einen hohen Stärkeanteil haben. Stärke lässt sich chemisch zu sogenannten Polymeren zusammensetzen und kann somit Ausgangsstoff sein für Biokunststoffe und Biokraftstoffe. Doch diese Pflanzen sind eigentlich Nahrungsmittel. Das biologische System der Aachener Studenten hat deshalb zum Ziel, einen Weg zu finden, Stärke synthetisch zu produzieren.

Und da kommen die Bakterien ins Spiel. Sie sollen aus Methanol, einer leicht herzustellenden Flüssigkeit, Stärke machen. Kein leichtes Unterfangen. Denn dazu müssen entsprechende Gene in die Bakterien eingebracht und andere abgeschaltet werden. Da die Studenten also aus dem chemisch einfachen und günstigen Stoff Methanol, den chemisch komplexen und wertvollen Rohstoff Stärke herstellen wollen, bezeichnen sie ihr Projekt als eine Art „Upcycling“. Mit Blick in die Zukunft ließe sich Methanol sogar nachhaltig und in großem Maßstab aus dem klimaschädlichen Gas Kohlenstoffdioxid (CO2) herstellen und würde so sogar noch einen Beitrag zur Klimarettung leisten.

13 deutsche Teams am Start

Der seit 2004 ausgetragene iGEM-Wettbewerb – iGEM steht für International Genetically Engineered Machine Competition – wurde ursprünglich vom renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) initiiert und gilt inoffiziell als Weltmeisterschaft der synthetischen Biologie. Dieses Jahr gehen 13 deutsche Teams an den Start. Betreut werden die Aachener Studenten von Professor Lars Blank und Professor Ulrich Schwaneberg von der RWTH Aachen sowie von Professor Wolfgang Wiechert aus dem Forschungszentrum Jülich. Die Wissenschaftler stehen den Studenten mit Rat und Tat zur Seite und stellen ihnen Geräte und Labore zur Verfügung.

Die meisten Mitglieder des Aachener Teams sind Studenten der Biologie und der Biotechnologie, doch es gibt auch Ingenieure, Chemiker und Elektrotechniker unter ihnen. Denn das Projekt, das sie über etwas mehr als ein halbes Jahr selbstständig organisieren, realisieren, finanzieren und präsentieren, erfordert kreative Lösungen und interdisziplinäres Fachwissen. Aber es erfordert auch, über den eigenen Tellerrand zu schauen. „Es geht auch darum, Dialoge mit der Öffentlichkeit anzustoßen und aufzuklären, was wir da überhaupt machen“, sagt Stefan Backhaus. Er ist hauptsächlich zuständig für die Öffentlichkeitsarbeit und das Fundraising des Projekts. „Mit den eingeworbenen Geldern haben wir es geschafft, nicht nur unsere Arbeit zu finanzieren, sondern auch allen 19 Teammitgliedern die Reise nach Amerika zu bezahlen“, freut er sich.

Doch es gibt auch noch einige Baustellen bis zum Finale, das vom 24. bis 28. September stattfindet. „Bisher haben wir es geschafft, einen Bakterienstamm dazu zu bringen, Stärke zu produzieren und zu speichern und einen anderen, Methanol aufzunehmen und zu verwerten. Ziel ist es, beide zusammenzubringen“, sagt Sarah Lubjuhn. Sie gehört zu der Gruppe, die sich mit den Bakterien beschäftigt hat, deren Stoffwechsel zur Stärkeproduktion umprogrammiert wurde. „Konkrete Ergebnisse haben wir bisher noch nicht, aber letztlich geht es bei dem Wettbewerb auch darum, Ausblicke zu geben und Machbarkeitsprognosen abzugeben.“ Genau wie viele andere im Team hat die 20-Jährige sich für dieses zeitaufwändige Projekt ein Urlaubssemester genommen. Denn mit Blick auf die Zukunft sei es wichtig, neben dem sehr theoretischen Studium auch praktische Erfahrungen zu sammeln, sagt sie.

Der Meinung ist auch Sebastian Siegel. „Mit der Teilnahme an einem solchen Wettbewerb lernt man nicht nur fachlich dazu. Es geht auch um die Erfahrung, mit Erfolgen und Misserfolgen umzugehen. Außerdem sammelt man unzählige neue Eindrücke und erweitert ständig seinen Horizont – das nimmt einem so schnell keiner“, sagt er. Der 21-jährige gehört zu den drei Ingenieuren des Aachener Teams. Zusammen mit den anderen beiden hat er einen kleinen Bioreaktor zur Kultivierung der Bakterien gebaut. „Allein eine der verwendeten Pumpen hätte normalerweise 4000 Euro gekostet“, erzählt er. Zusätzlich hat die Gruppe auch noch die komplette Auswertungssoftware geschrieben und auch sonst versucht, ihr technisches Know-How einzubringen, wo es nur geht.

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