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Unser gegenwärtiger Lebensstandard verschlingt Energie und Ressourcen und belastet das Klima durch enormen CO2-Ausstoß. Ein Ausweg könnte die Rückgewinnung von Kohlenstoffdioxid aus Abfallströmen sein. Das würde einen Kreislauf seiner Nutzung ermöglichen. Optionen für eine solche Nutzung umreißt ein internationales Team der Biotechnologie um Prof. Dr. Dirk Tischler von der Ruhr-Universität Bochum in einem Perspektivartikel, der am 1. August 2025 in der Zeitschrift Nature Communications erschienen ist.
Eine zirkuläre Bioökonomie
„Es geht uns um die Umstellung der Wirtschaft von Öl-basierten Prozessen auf nachhaltige, zirkuläre Bioökonomie“, bringt es Dirk Tischler auf den Punkt. Als mögliche Route mit diesem Ziel beschreiben die Forschenden die biotechnologische Umwandlung von sogenannten C1-Bausteinen wie Methanol, Methan, Ameisensäure oder Kohlendioxid zu Produkten der Wertschöpfungskette.
Ein Beispiel für einen solchen Prozess wäre etwa die Erzeugung von Methanol aus CO2 oder nachwachsender Biomasse. „In Kombination mit klimafreundlicher Energieversorgung stellt dies eine nachhaltige C1-Quelle dar, die durch sogenannte methylotrophe Organismen – natürlich oder modifiziert – zur Biomassebildung oder Biosynthese von Wertstoffen genutzt werden kann“, erklärt Dirk Tischler. Eine weitere Möglichkeit wäre das Design künstlicher Stoffwechselwege auf dem Reißbrett. Dank der synthetischen Biologie wurden schon zahlreiche zahlreiche enzymatische Lösungen erarbeitet, CO2 zu fixieren und in wertvolle Bausteine wie Pyruvat für weitere biotechnologische Verfahren umzuwandeln.
Hürden und Synergien
„So können biobasierte Rohstoffströme oder Abgase nutzbar gemacht werden“, sagt Dirk Tischler. Allerdings sind nicht alle Ideen und Konzepte schon auf dem Niveau der Nutzbarmachung oder gar technischen Umsetzung. Vor allem sind viele C1-basierte Prozesse noch zu teuer und damit nicht wirtschaftlich. Im aktuellen Artikel beleuchten die Forschenden die noch bestehenden Hürden und möglichen Synergien verschiedener Konzepte, um Ideen zu fördern, die es erlauben, C1-basierte Wertschöpfungsketten zu etablieren, Umweltprobleme anzugehen, Treibhausemission zu minimieren, und Ressourcen effizienter zu nutzen.
Förderung
Finanzielle Unterstützung kam von der Europäischen Union in Rahmen des Marie Skłodowska Curie Förderprogramms (955740), der Niederländischen Forschungsförderung (OCENW.XS23.3.002) sowie vom Österreichischen Wissenschaftsfonds und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (536337083).
Prof. Dr. Dirk Tischler
Arbeitsgruppe Mikrobielle Biotechnologie
Fakultät für Biologie und Biotechnologie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 22656
E-Mail: dirk.tischler@ruhr-uni-bochum.de
Giovanni Davide Barone et al.: Industrial applicability of enzymatic and whole-cell processes for the utilization of C1 building blocks, in: Nature Communications, 2025, DOI: 10.1038/s41467-025-60777-3, https://www.nature.com/articles/s41467-025-60777-3
Criteria of this press release:
Journalists
Biology
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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