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Countdown 43: Technische Biologie stellt sich vor

Biotechnologische Verfahren spielen in industriellen Produktionsprozessen eine immer größere Rolle und erweitern die klassischen Tätigkeitsbereiche von Ingenieuren. Umgekehrt haben mathematische Methoden in der Biologie deutlich an Bedeutung gewonnen. Sie werden für die Planung und Steuerung von Bioprozessen benötigt, daneben aber auch bei der Entwicklung sogenannter Designer-Zellen eingesetzt. Darunter versteht man zum Beispiel Bakterien und Hefen, die in der Lage sind, gewünschte Verbindungen in hoher Raum-Zeit-Ausbeute zu produzieren.

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Dieses Zusammenspiel von Zellbiologie und Mikrobiologie mit den Ingenieurwissenschaften und mit der Mathematik ist in der Fakultät BCI interdisziplinäre Wirklichkeit. Wir wollen biologische Systeme und Vorgänge besser verstehen, um sie auf dieser Basis effizient in technischen Prozessen einsetzen zu können. Dazu untersuchen wir die Reaktion von Zellen auf äußere Einflüsse und entwickeln Modelle, um ihre Leistungsfähigkeit unter ausgewählten Prozessbedingungen vorherzusagen. Ferner übertragen wir die in der Technik vorkommenden Regelungsvorgänge auf biologische Systeme. Unter Nutzung von Methoden der Synthetischen Biologie entwickeln wir Zellen, die über genetische Schalter verfügen und sich so steuern lassen.

Zu den bevorzugten „Labortieren“ in der Arbeitsgruppe Technische Biologie gehören räuberische Bakterien. Dabei handelt es sich um Bakterien, die allgegenwärtig in unserer Natur sind. Harmlos für Mensch, Tier und Pflanze machen diese Jagd auf andere Mikroorganismen, darunter auch auf diverse Krankheitserreger. Hierfür schließen sich die räuberischen Bakterien üblicherweise zu einem Kollektiv, einem sogenannten Wolfsrudel, zusammen. Was die räuberischen Bakterien für uns nun so interessant macht, ist ihre ausgeprägte Fähigkeit, Antibiotika zu produzieren. Diese Verbindungen dienen den räuberischen Bakterien als Jagdgifte. Aber natürlich sind sie auch hervorragende Wirkstoffe zur Behandlung von Infektionskrankheiten. Die technische Nutzung von räuberischen Bakterien ist deshalb ein Hauptanliegen unserer Arbeit.

Markus Nett ist Professor für Technische Biologie. Er studierte und promovierte in Pharmazie an der Universität Bonn. Nach einem zweijährigen Postdoc-Aufenthalt in San Diego, USA, wurde er als Nachwuchsgruppenleiter an das Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie in Jena berufen. Dort etablierte er sein eigenes Forschungsprogramm, in dem es um die Analyse und Programmierung von Stoffwechselwegen, vorzugsweise in räuberischen Bakterien, geht. Seit 2016 ist er in diesem Bereich an der TU Dortmund tätig.