Press releases
3 July 2006, Zwingenberg

BRAIN research association receives BioChancePLUS funding from the BMBF

Press Release in german

Enzyme haben als biologische Katalysatoren entscheidenden Anteil an einer Veredelung und Verbesserung von natürlichen Rohstoffen und an nachhaltigen Herstellungsprozessen für die Bereiche Feinchemie, Textilverarbeitung, Kosmetik, Ernährung und Gesundheit. In einer Studie von 2003 schätzt McKinsey, dass im Jahre 2010 30% bis 60% aller Feinchemikalien-Produktionsprozesse einen biotechnologischen (enzymatischen) Prozessschritt beinhalten werden. Das Marktforschungsinstitut Freedonia geht in einer 2005 erschienen Studie davon aus, dass der globale Enzym-Markt in den nächsten fünf Jahren mit einem jährlichen Wachstum von 6.5% auf 5.1 Milliarden US$ wachsen wird. Ganz besonders großes Potential wird dabei der Spezialitäten-Enzymsparte zugeschrieben. Zur Zeit steht den Zielindustrien jedoch nur eine in Umfang und Funktionalität begrenzte Anzahl an relevanten Biokatalysatoren zur Verfügung. Die Limitationen ergeben sich zu einem wesentlichen Teil aus der mangelnden Kultivierbarkeit potenziell interessanter mikrobieller Spenderorganismen (z.B. Bakterien, Pilze, Algen). „Um diese Limitationen anzugehen, haben wir vor einigen Jahren mit der Etablierung der Metagenom-Technologie die genetischen Ressourcen von nicht kultivierbaren Mikroorganismen der industriellen Verwertung zugeführt“, erklärt Dr. Patrick Lorenz, Unit-Head Enzyme & Bioconversion Technologies bei der BRAIN AG. „Damit ist es uns gelungen, einen verlässlichen Zugang zu neuen, hoch diversen Enzymaktivitäten zu schaffen und so innovative biokatalytische Problemlösungen zu identifizieren.“ Um die Identifizierung weiterer, in der natürlichen Diversität unterrepräsentierter, jedoch industriell hoch relevanter Enzymklassen in ausreichender Quantität und Qualität zu beschleunigen, soll im Rahmen des Verbundvorhabens für die Durchmusterung von Metagenom- und Zufallsmutagenese-Bibliotheken eine breit anwendbare Ultrahochdurchsatz-Durchmusterungstechnologie entwickelt werden. Diese basiert auf Mikrokompartimentierung in Doppelemulsionen und Fluoreszenzsortierung mittels FACS-basierter („Fluorescense Acti-vated Cell Sorter“) Verfahren. In dem Forschungsteam wurden die Expertisen rund um die hoch innovative Doppelemulsionstechnologie, das Hoch-Durchsatz Enzym-Screening, die Metagenom-Technologie, die Expressionsoptimierung sowie der technischen Enzym-Produktion und industriellen Verwertung mit den Projektpartnern Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg, Lehrstuhl für „Biochemical Engineering“ an der International University Bremen, Prof. Dr. Lutz Fischer, Institut für Lebensmitteltechnologie der Universität Stuttgart-Hohenheim und der BRAIN AG in Zwingenberg, zusammengeführt.

Doppelemulsionstechnologie (hier Wasser in Öl in Wasser)
© Prof. Dr. U. Schwaneberg, IUB, Bremen

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Doppelemulsions-Experiment von Prof. Dr. U. Schwaneberg, IUB: Die Doppelemulsionstechnologie (hier Wasser in Öl in Wasser) erlaubt es, den umgesetzten Fluoreszenzindikator im Kompartiment einzufangen und mittels FACS Analyse nachzuweisen.
Wasser in Öl Emulsionsexperiment: Jedes einzelne Kompartiment stellt einen durch Öl abgegrenzten Reaktionsraum dar.
© Prof. Dr. U. Schwaneberg, IUB, Bremen

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Wasser in Öl Emulsionsexperiment: Jedes einzelne Kompartiment stellt einen durch Öl abgegrenzten Reaktionsraum dar und erlaubt somit die Kopplung des Reaktionsproduktes mit der für das Enzym codierenden DNA (Kopplung von Genotyp mit Phänotyp).

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