Hessische Ministerin für Digitale Strategie und Entwicklung besucht BRAIN AG
- Ministerin informiert sich über Digitalisierung in der Biotechnologie
- Digitalisierte Metagenomanalysen eröffnen neue Möglichkeiten für die Spezialenzymentwicklung
Im Rahmen ihrer „Hessentour – Nutzen der Digitalisierung“ hat die hessische Ministerin für Digitale Strategie und Entwicklung Prof. Dr. Kristina Sinemus die BRAIN AG in Zwingenberg besucht. Die Ministerin informierte sich über die Bedeutung und über Anwendungsfelder der Digitalisierung in der industriellen Biotechnologie.
Wissenschaftler der BRAIN AG stellten der Ministerin dar, welche Rolle die digital gestützte Analyse von zunächst unüberschaubaren Datenmengen im Bereich der Metagenom-Analyse spielt – und der darauf aufbauenden Identifizierung und Charakterisierung von Enzymen, die später in industriellen Prozessen zum Einsatz kommen können.
Mikroorganismen und ihre Biomoleküle digital identifizieren
Das Metagenom beschrieben die Wissenschaftler als die gesamte Erbinformation aller Genome, die sich z.B. in einer Bodenprobe und der darin enthaltenen mikrobiellen Diversität ergeben. Die digitale Datenaufnahme (Metagenom-Sequenzierung) einer mikrobiellen Diversität, gefolgt von der digitalen Einordnung der Sequenzdaten (Metagenom-Annotation) und deren digitaler Auswertung (vergleichende Analyse) ermögliche überhaupt erst eine Verarbeitung einer solchen Biodiversität, so die Wissenschaftler. Als Beispiel führten sie an, dass mit der digitalisierten Metagenomik aus einem einzigen Gramm einer Bodenprobe bis zu 1010 Mikroorganismen identifiziert und charakterisiert werden könnten. Diese wiederum würden eine enorme Vielfalt an neuen Biomolekülen, wie z.B. Proteine und Enzyme, für die biotechnologische Anwendung bereithalten.
Optimierung zwischen Laborbank und Datenbank
Wurde ein Biomolekül digital identifiziert, bietet es sich an von diesem eine „digitale Variantenbibliothek“ (mit z.T. mehr als 105 Biomolekülen) zu erstellen und bioinformatisch zu optimieren. Dieses sogenannte „Protein Engineering“ wird dann in analogen Labor-Testungen überprüft und so kann z.B. ein Enzym schrittweise und unter vordefinierten Bedingungen für industrielle Anwendungen in Zyklen optimiert werden.
Bei diesem digitalen Optimierungsprozess kämen, so die vortragenden Wissenschaftler, z.T. Strukturmodelle zum Einsatz, die ein digitales 3D-Modell aus der eindimensionalen linearen Aminosäuresequenz eines Enzyms vorhersagten. Diese 3D-Modelle ließen Vorhersagen über „Stellschrauben“ zu, mit denen ein Enzym verbessert werden könne: Zum Beispiel könne das Temperatur- oder das pH-Optimum des Enzyms auf diese Art an Industrieprozesse angepasst werden.
Die Ministerin, selbst diplomierte Biologin, folgte den Ausführungen mit großem Interesse. Im sich anschließenden Dialog wollte sie wissen, welchen Nutzen diese Digitalisierungsanwendung für den Menschen selbst habe. Die Wissenschaftler der BRAIN AG erklärten, dass die jetzigen digitalen Möglichkeiten – v.a. in der Kombination mit der häufig zitierten künstlichen Intelligenz – es u.U. ermöglichen bis dato nicht bekannte Prozesse, wie z.B. die korrekte Faltung der digital identifizierten Enzyme, aus der Fülle der Metagenomdaten so effizient vorherzusagen, dass man sich wiederholende Zyklen zwischen Labor- und Datenbank sparen könne. Neben diesem praktischen Nutzen für die tägliche Arbeit der Wissenschaftler profitiere außerdem die Gesellschaft als Ganzes von den neuen digitalen Möglichkeiten, denn optimierte Enzyme könnten z.B. den Energieaufwand in einem industriellen Prozess oder die Menge der notwendigen Chemikalien reduzieren und so zu mehr Nachhaltigkeit führen.
Bild: Die hessische Ministerin für Digitale Strategie und Entwicklung Prof. Dr. Kristina Sinemus und Adriaan Moelker, CEO der BRAIN AG im Gespräch in einem Labor der BRAIN AG. © BRAIN AG
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Über BRAIN
Die BRAIN Biotech AG ist ein führender europäischer Anbieter von biobasierten Produkten und Lösungen wie Enzymen und Proteinen, mikrobiellen Produktionsstämmen, Naturstoffen sowie biotechnologischen Lösungen für nachhaltigere industrielle Prozesse. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Bereiche Ernährung, Gesundheit und Umwelt.
Die BRAIN Biotech AG ist die Muttergesellschaft der international tätigen BRAIN Biotech Group. Der Konzern gliedert seine Geschäftstätigkeit in drei Segmente: Das Segment BioProducts umfasst das Produktgeschäft mit spezialisierten Enzymen sowie sonstigen Proteinen, für deren Herstellung der Konzern Fermentationsanlagen in Großbritannien sowie Produktionsanlagen in Kontinentaleuropa und den USA betreibt. Im Segment BioScience werden forschungsintensive kundenspezifische Lösungen auf Basis von Enzymtechnologie, Stammentwicklung, Bioprozessentwicklung und Naturstoffscreening angeboten. Im Segment BioInkubator führt das Unternehmen eigene oder mit Partnern initiierte F&E-Projekte mit hohem Wertschöpfungspotenzial durch. Ein besonders vielversprechendes Inkubator-Projekt betrifft den Aufbau einer eigenen CRISPR-basierten Geneditierungs-Technologieplattform, die derzeit von der Akribion Genomics (in Gründungsplanung) auf- und ausgebaut wird.
Durch eigene F&E-Aktivitäten erweitert die Unternehmensgruppe kontinuierlich ihr Produktportfolio im Bereich der Spezialenzyme und Small Molecules. Letztere sind Ausgangspunkt für Screenings, z.B. nach neuartigen Wirkstoffkandidaten für pharmazeutische Anwendungen.
Die BRAIN Biotech AG ist seit dem 9. Februar 2016 im Prime Standard der Frankfurter Wertpapierbörse gelistet (Börsenkürzel: BNN; Wertpapierkennnummer: ISIN DE0005203947 / WKN 520394). Das Unternehmen beschäftigt rund 330 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und erzielte im Geschäftsjahr 2022/23 einen Umsatz von 55,3 Millionen Euro.
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