Mikroorganismen

Die unsichtbaren Motoren der Bioökonomie

Die Bioökonomie nutzt erneuerbare Ressourcen zur Entwicklung nachhaltiger Produkte und Prozesse. Unsichtbar mit bloßem Auge spielen Mikroorganismen dabei eine zentrale Rolle. Am Forschungszentrum Jülich erforschen Wissenschaftler:innen ihr Potenzial für innovative Lösungen einer grünen Zukunft.

Bakterien sind die Hauptakteure in den Kreisläufen von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel auf der Erde. Ihre Stoffwechselvielfalt und ihre biokatalytischen Leistungen sind unübertroffen und sie sind essentiell für den Kreislauf biologischer Prozesse, bei denen keinerlei Abfälle anfallen.

Herausforderungen in der mikrobiellen Bioökonomie

Mikroorganismen sind essenziell für natürliche Stoffkreisläufe und bieten enormes Potenzial für die Bioökonomie. Ihre Stoffwechselvielfalt ermöglicht innovative biotechnologische Anwendungen, bringt aber Herausforderungen mit sich. Da sich Mikroben für das Überleben in der Natur und nicht für die Bioproduktion in einem technischen Umfeld entwickelt haben, müssen ihr Stoffwechsel und ihre molekularen Regulationsmechanismen oft für die gewünschten Produktionsprozesse angepasst werden. Dies kann bei neu isolierten Mikroorganismen besonders anspruchsvoll sein. Darüber hinaus ist umfassendes Fachwissen in der Bioprozessentwicklung erforderlich, um praktikable technische Prozesse zu etablieren. Zudem müssen biobasierte Verfahren ökologisch und wirtschaftlich nachhaltig sein, um fossile Rohstoffe langfristig zu ersetzen.

Jülicher Ansätze für eine nachhaltige Bioökonomie

Forschende am Forschungszentrum Jülich nutzen Mikroorganismen als Zellfabriken, um biobasierte Chemikalien, Materialien, Enzyme und Arzneimittel herzustellen. Die Optimierung mikrobieller Stoffwechselwege ermöglicht ressourcenschonende Produktionsprozesse. Ein weiterer Fokus liegt auf der Kreislaufwirtschaft: Mikroorganismen werden gezielt zur Umwandlung von Abfällen, wie z.B. Plastik, in wertvolle Rohstoffe eingesetzt. Gleichzeitig ermöglicht die Erforschung von mikrobiellen Gemeinschaften und bakteriellen Viren (Phagen) neue Ansätze für eine nachhaltige Biotechnologie und Landwirtschaft.

Jülich Biofoundry

Die Jülich Biofoundry ist eine automatisierte Forschungsplattform am Forschungszentrum Jülich, die neuartige biotechnologische Produktionsprozesse entwickelt und optimiert.

MiBioLab

MiBioLab ist ein interdisziplinäres Forschungslabor, das neuartige Verfahren in der mikrobiellen Biotechnologie entwickelt und erforscht.

SBF MibiNEt

Der Sonderforschungsbereich (SFB) MibiNet ist ein interdisziplinärer Forschungsverbund, der mikrobiellen Netzwerken für neue biotechnologische Anwendungen untersucht.

AutoBioTech

Das Innovationslabor Autobiotech ist Teil des Bioökonomiereviers und entwickelt hochautomatisierte Systeme für nachhaltige und biobasierte Forschungs- und Produktionsprozesse.

Schwerpunktprogramm zu Virus-Wirt-Interaktionen

Das Schwerpunktprogramm SPP 2330, koordiniert von Prof. Dr. Julia Frunzke vom Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG-1) am Forschungszentrum Jülich forscht an Phage-Wirt-Interaktionen.

Einblick in den Stoffwechsel plastikfressender Bakterien

Forschende des Forschungszentrums Jülich und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf haben gezeigt, wie plastikfressende Bakterien der Gattung Halopseudomonas häufig vorkommende Kunststoffbeschichtungen aus Polyesterurethan zersetzen.

Fazit und Ausblick

Jülicher Forschung trägt dazu bei, die Bioökonomie voranzutreiben, fossile Ressourcen zu ersetzen und eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu fördern. Durch die Entwicklung neuer mikrobieller Technologien entstehen umweltfreundliche Lösungen für Industrie und Landwirtschaft. Die enge Zusammenarbeit mit akademischen und industriellen Partnern ermöglicht den Transfer innovativer biotechnologischer Prozesse in die Praxis – ein entscheidender Schritt in Richtung einer ressourcenschonenden, biobasierten Zukunft.

Weitere Informationen

SenseUp

Mit der Sensortechnologie "SenseUp" der Jülicher Forscher Georg Schaumann und Stephan Binder lassen sich schnell und effizient hochproduktive Mikroorganismen finden, die aus nachwachsenden Rohstoffen wertvolle Grundbausteine für Nahrungs- und Lebensmittel herstellen.

Helmholz Erde und Umwelt-Topic 7

Topic 7 trägt zu einer nachhaltigen Bioökonomie bei, die eine wachsende und anspruchsvolle Bevölkerung mit Lebensmitteln und erneuerbaren Ressourcen für die Industrie versorgt und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck verringert und eine wachsende Kreislaufwirtschaft unterstützt.

Helmholtz-Topic: Nachhaltige Bioökonomie

Im Helmholtz-Topic „Nachhaltige Bioökonomie“ suchen Jülicher Forscher:innen nach Möglichkeiten zur Etablierung einer zirkulären, auf natürlichen Ressourcen basierenden Wirtschaftsweise.

BioSC

Das Bioeconomy Science Center (BioSC) ist ein interdisziplinärer Verbund, der nachhaltige Konzepte für eine biobasierte Wirtschaft erforscht und entwickelt.

Copyright Headerbild: Forschungszentrum Jülich/Meike Baumgart