23.05.2011

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Erdöl-Alternative

Bakterien produzieren Kunststoff-Basis

REUTERS

Bakterien in einer Petrischale (Archivbild): Mikoorganismen als Rohstofflieferanten

Die Herstellung von Kunststoff braucht Erdöl - noch. Jetzt haben Chemiker Bakterien dazu gebracht, eine wichtige Grundsubstanz zu produzieren. Öl ist dazu nicht notwendig. Alles, was die Mikroben benötigen, ist Zucker.

Kunstfasern, Folien, Plastikflaschen: Jährlich produziert die Industrie rund 2,4 Millionen Tonnen Kunststoffe auf der Basis von 1,4-Butandiol, besser bekannt als BDO. Die Substanz wird bisher aus Erdöl erzeugt, in der Natur kommt sie nicht vor. Doch Wissenschaftler um Harry Yim vom Unternehmen Genomatica in San Diego (US-Bundesstaat Kalifornien) haben nun Bakterien gentechnisch so verändert, dass sie BDO herstellen. Die Forscher füttern die Mikroorganismen mit Zucker, wie sie in der Fachzeitschrift "Nature Chemical Biology" berichten.

Das Forscherteam hat sich mit einer Computeranalyse Enzyme aus verschiedenen Organismen zusammengesucht, die die gewünschten Reaktionsschritte ausführen können. Die Gene für diese Enzyme kombinierten die Wissenschaftler dann in einem neuen Stamm des Bakteriums Escherichia coli. Dessen Stoffwechsel wurde also gleichsam umgestaltet. Die so entstandenen Organismen produzierten anschließend BDO.

Noch sind die Mikroorganismen allerdings nicht effizient genug: Pro Liter Bakterienkultur gewannen die Forscher knapp 20 Gramm Butandiol. Um den Produktionsweg marktreif zu machen, müsste es eine drei- bis fünfmal so große Menge sein, räumen die Wissenschaftler ein. Sie arbeiten jetzt daran, die Stoffwechselwege des Bakteriums weiter zu optimieren, indem sie etwa dafür sorgen, dass die Organismen weniger unerwünschte Nebenprodukte bilden.

Wie die Forscher selbst schreiben, sind sie nicht die ersten, die Mikroorganismen so verändert haben, dass sie eine von der Industrie benötigte Substanz produzieren. So hätten andere Firmen Eschericha-coli-Bakterien erzeugt, welche die Chemikalie 1,3-Propandiol erzeugen - sie werden bereits industriell eingesetzt.

Chemiker versuchen zudem mit diversen Methoden, Kunststoffe zu etablieren, die ohne Erdöl als Rohstoff auskommen. Einige Produkte, die auf Pflanzenfasern basieren, sind bereits auf dem Markt. Der Marktanteil der Biokunststoffe ist jedoch noch gering, er liegt laut dem Branchenverband "European Bioplastics" unter einem Prozent.

wbr/dpa