"Im Prinzip ist es eine normale Bäckerhefe. Sie könnten sogar Kuchen damit backen."
Aber dafür ist die Bäckerhefe, mit der Jutta Heim arbeitet viel zu schade. Die Forschungsleiterin des Schweizer Biotechnologie-Unternehmens Evolva hat die Hefezellen in winzige biologische Fabriken verwandelt.
Dazu haben die Hefezellen zu ihren natürlichen 16 Chromosomenpaaren bis zu vier weitere, künstliche Chromosomenpaare erhalten. Die künstlichen Chromosomen sind deutlich kleiner als die natürlichen, werden aber genau wie diese als Träger der Erbinformation bei der Zellteilung von Generation zu Generation weiter gereicht.
"Es sind lange, lineare Teile von DNA, die man manipulieren kann. Sie haben Telomer-Enden, wie normale Chromosomen. Was aber im Innern des artifiziellen Chromosoms sitzt, das ist komplett unserem Engineering über lassen."
Engineering, das heißt in diesem Fall: Gentechnik. Jutta Heim und ihre Mitarbeiter bauen Gene aus verschieden Organismen in die künstlichen Chromosomen ein. So konstruieren sie Stoffwechselwege, an deren Ende neue Substanzen stehen, oder auch solche, die aus der Natur bekannt sind. Einsetzbar in der Pharmazie, im Pflanzenschutz oder als Nahrungsergänzung.
"Wenn es darum geht, einen bekannten Stoff auf eine neue Art und Weise herzustellen, dann machen wir uns zunächst kundig über die Biosynthesewege. Gibt es unter den vielen in Datenbanken hinterlegten Sequenzen ähnliche Sequenzen, also homologe, die die gleiche Funktion erfüllen, und dann bauen wir aus all diesen homologen einen vermutlichen Stoffwechselweg zusammen, integrieren den in die artifiziellen Chromosomen und transformieren unsere Hefezellen damit."
Zunächst entsteht am Reißbrett ein Stoffwechselweg. Die notwendigen Gene zur Umsetzung ihrer Pläne bauen die Wissenschaftler dann in die künstlichen Chromosomen ihrer Hefe ein. Gewissermaßen als Angebot. Effektiv und wirtschaftlich wird die Produktion dann durch Feinjustierung. Das geschieht ganz biologisch, durch Mutation und Selektion. Die Hefezellen entscheiden selbst über die Vorgehensweise. Die Forscher wählen einfach nur die produktivsten Hefezellen aus. Diese werden zu Mikrofabriken. In Fermentern stellen die Hefezellen das her, was Natur oder Chemie nicht liefern können, oder nicht preiswert genug liefern.
Unter anderem stellen die Hefen bei Evolva eine Form des Geschmacksstoffes Vanillin her. Den zur Synthese nötigen Stoffwechselweg haben Forscher an der Universität Kopenhagen entwickelt.
An die natürliche Biologie kommt das Vanilla-Präparat aus der synthetischen Biologie allerdings nicht heran, so Jutta Heim.
"Das natürliche Vanillin ist die Schote, der Fruchtstand der Vanille-Orchidee. Die wird vor allem in Madagaskar in halbindustriellem Maßstab aufgezogen, und unser Vanilla-Präparat, wie auch synthetisches Vanillin, steht natürlich nicht in Konkurrenz zu dem natürlichen Vanillin, das noch viele andere Komponenten enthält und dadurch einen viel komplexeren Geschmack hat."
Synthetische Biologie, das bedeutet auch Gentechnik.
Bei der Produktion des Vanilla-Präparats aus der Schweiz kommen Hefen mit künstlichen Chromosomen – das heißt: genveränderte Organismen - zum Einsatz. Im Produkt selbst sind sie nicht enthalten. Dennoch müsste das Vanilla-Präparat in Deutschland gekennzeichnet werden. Die Marktchancen wären vermutlich gleich Null.
Aber dafür ist die Bäckerhefe, mit der Jutta Heim arbeitet viel zu schade. Die Forschungsleiterin des Schweizer Biotechnologie-Unternehmens Evolva hat die Hefezellen in winzige biologische Fabriken verwandelt.
Dazu haben die Hefezellen zu ihren natürlichen 16 Chromosomenpaaren bis zu vier weitere, künstliche Chromosomenpaare erhalten. Die künstlichen Chromosomen sind deutlich kleiner als die natürlichen, werden aber genau wie diese als Träger der Erbinformation bei der Zellteilung von Generation zu Generation weiter gereicht.
"Es sind lange, lineare Teile von DNA, die man manipulieren kann. Sie haben Telomer-Enden, wie normale Chromosomen. Was aber im Innern des artifiziellen Chromosoms sitzt, das ist komplett unserem Engineering über lassen."
Engineering, das heißt in diesem Fall: Gentechnik. Jutta Heim und ihre Mitarbeiter bauen Gene aus verschieden Organismen in die künstlichen Chromosomen ein. So konstruieren sie Stoffwechselwege, an deren Ende neue Substanzen stehen, oder auch solche, die aus der Natur bekannt sind. Einsetzbar in der Pharmazie, im Pflanzenschutz oder als Nahrungsergänzung.
"Wenn es darum geht, einen bekannten Stoff auf eine neue Art und Weise herzustellen, dann machen wir uns zunächst kundig über die Biosynthesewege. Gibt es unter den vielen in Datenbanken hinterlegten Sequenzen ähnliche Sequenzen, also homologe, die die gleiche Funktion erfüllen, und dann bauen wir aus all diesen homologen einen vermutlichen Stoffwechselweg zusammen, integrieren den in die artifiziellen Chromosomen und transformieren unsere Hefezellen damit."
Zunächst entsteht am Reißbrett ein Stoffwechselweg. Die notwendigen Gene zur Umsetzung ihrer Pläne bauen die Wissenschaftler dann in die künstlichen Chromosomen ihrer Hefe ein. Gewissermaßen als Angebot. Effektiv und wirtschaftlich wird die Produktion dann durch Feinjustierung. Das geschieht ganz biologisch, durch Mutation und Selektion. Die Hefezellen entscheiden selbst über die Vorgehensweise. Die Forscher wählen einfach nur die produktivsten Hefezellen aus. Diese werden zu Mikrofabriken. In Fermentern stellen die Hefezellen das her, was Natur oder Chemie nicht liefern können, oder nicht preiswert genug liefern.
Unter anderem stellen die Hefen bei Evolva eine Form des Geschmacksstoffes Vanillin her. Den zur Synthese nötigen Stoffwechselweg haben Forscher an der Universität Kopenhagen entwickelt.
An die natürliche Biologie kommt das Vanilla-Präparat aus der synthetischen Biologie allerdings nicht heran, so Jutta Heim.
"Das natürliche Vanillin ist die Schote, der Fruchtstand der Vanille-Orchidee. Die wird vor allem in Madagaskar in halbindustriellem Maßstab aufgezogen, und unser Vanilla-Präparat, wie auch synthetisches Vanillin, steht natürlich nicht in Konkurrenz zu dem natürlichen Vanillin, das noch viele andere Komponenten enthält und dadurch einen viel komplexeren Geschmack hat."
Synthetische Biologie, das bedeutet auch Gentechnik.
Bei der Produktion des Vanilla-Präparats aus der Schweiz kommen Hefen mit künstlichen Chromosomen – das heißt: genveränderte Organismen - zum Einsatz. Im Produkt selbst sind sie nicht enthalten. Dennoch müsste das Vanilla-Präparat in Deutschland gekennzeichnet werden. Die Marktchancen wären vermutlich gleich Null.