idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Wissenschaftler des Zentrums für Systembiologie der Universität Stuttgart und der Universität Tübingen arbeiten in einem Verbundforschungsprojekt mit dem Namen „RecogNice: Modellierung der Regulation der Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Stickstoff-aufnahme in großvolumigen Prozessen mit Escherichia coli“ an der computergestütz-ten Maßstabsvergrößerung industrieller Produktionsprozesse mit Mikroorganismen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Ausschreibung ‚eBio‘ mit insgesamt 2,4 Millionen Euro (Anteil Uni Stuttgart 1,7 Millionen) gefördert.
Großvolumige Produktionsprozesse (> 10.000 L) sind charakteristisch für die Herstellung von Produkten der weißen Biotechnologie. Folgerichtig müssen neue Stamm- und Prozessent-wicklungen nicht nur im kleinen Labormaßstab erfolgreich funktionieren, sondern auch den schwierigen Schritt der Maßstabsvergrößerung in den oft mehrere 100.000 L umfassenden Produktionsmaßstab überwinden.
Bei großvolumigen Produktionsprozessen bestehen erheblich andere Bedingungen als im Labor. Zellen, die in diesen großvolumigen Produktionsansätzen kultiviert werden, erfahren durch die im Reaktor herrschende Vermischung eine kontinuierliche Veränderung ihrer Kulti-vierungsbedingungen, was nicht selten zu signifikanten Einbrüchen in den Leistungsdaten führt.
Bisher konnte noch kein allgemeingültiges Kriterium für die verschiedenen Scale-up Frage-stellungen entwickelt werden.
Ziel des Projektes ist es daher, auf der Basis von detaillierten systembiologischen For-schungsarbeiten ein quantitatives, modellgestütztes Verständnis für die wesentlichen Ein-flüsse der Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffregulation in Escherichia coli als industriel-len Modellorganismus zu erhalten. Es ist beabsichtigt, basierend auf diesem detaillierten Stoffwechselmodell, das wesentliche Regulationsmechanismen dynamisch widerspiegeln soll, völlig neuartige Scale-up Kriterien, die nunmehr ausschließlich biologisch fundiert sind, zu identifizieren.
Um die detaillierten Regulationsmodelle für Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffaufnahme in E. coli datengetrieben identifizieren zu können, müssen umfangreiche repräsentative Sca-le-down Studien durchgeführt, aussagekräftige Proben für die systembiologische Untersu-chung bereitgestellt und die Daten einer entsprechenden Modellierung zugeführt werden.
Zu beachten ist, dass es sich bei dieser Vorgehensweise um einen vollkommen neuartigen Ansatz handelt, bei dem erstmals neuartige Scale-up Kriterien auf der Basis biologischer Rahmenbedingungen definiert werden, was als wesentlicher Beitrag für die wissensbasierte Bioökonomie angesehen wird. Bei erfolgreicher Umsetzung ist davon auszugehen, dass mehr Erfolg versprechende Bioprozesse den sensitiven Schritt aus dem Labor in den Pro-duktionsalltag erreichen werden.
Beteiligt sind drei Institute der Universität Stuttgart: das Institut für Bioverfahrenstechnik (IBVT), das Institut für Mikrobiologie (IMB) und das Institut für Systemdynamik (ISYS) sowie das Institut für Humangenetik (IMG) des Universitätsklinikums Tübingen.
Kontakt: Beate Witteler-Neul, Universität Stuttgart, Center Systems Biology (CSB)
Tel. +49 (0) 711 685-69926, Email: witteler@zsb.uni-stuttgart.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Biologie
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).
