Biotechnologie | 2017 - 2020
Projektverantwortlich
Projektpartner

Technische Universität Kaiserslautern, FB Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik

Projektmittel

Gesamtbudget: 402.990,- EUR (TH Bingen)
Förderung durch: DFG – Deutsche Forschungsgemeinschaft; DFG-FKZ: MU 2985/3-1

Kurzbeschreibung des Projekts

Optimierung der Produktion antimikrobieller Wirkstoffe von terrestrischen Cyanobakterien- Vom Screening bis zur Reaktorentwicklung

Durch den weit verbreiteten und leichtfertigen Einsatz von Breitbandantibiotika entwickeln Bakterien zunehmend Resistenzen. Multiresistente Erreger (MRE) sind die Folge, gegen die unsere herkömmlichen Medikamente wirkungslos sind. Um die Ausbreitung der MRE zu minimieren, ist ein bewusster Umgang mit Antibiotika essentiell. Zudem ist es von immenser Bedeutung, neue Antibiotika zu finden und diese am Markt zu etablieren. Hierfür eignen sich im Besonderen biotechnologisch wenig erforschte Organismen, wie beispielsweise Cyanobakterien, die eine vielversprechende Quelle für bioaktive Primär- und Sekundärmetabolite repräsentieren. Das Vorhaben ist insbesondere auf die Gruppe der terrestrischen Cyanobakterien ausgerichtet. Diese leben grundsätzlich in Form von Biofilmen, wobei sie eingebettet in einer Matrix aus extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) vorkommen und an Oberflächen anhaften. Extrakte der cyanobakteriellen EPS zeigten bereits eine vielversprechende Wirkung gegen grampositive und gramnegative Bakterien.

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Hochparallelisierte Kultivierung von Cyanobakterien in einem Photoinkubator

Im Wesentlichen sollen in Kooperation mit dem Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik der TU Kaiserslautern folgende Ziele im Vorhaben erreicht werden:

  • Identifizierung neuer antimikrobieller Wirkstoffproduzenten aus der bislang wenig berücksichtigten Gruppe der terrestrischen Cyanobakterien,
  • Strukturaufklärung der antimikrobiellen Wirkstoffe,
  • Verbesserung der initialen Titer der Modellstämme durch Variation der Prozessbedingungen in verschiedenen Kultivierungssystemen (Schüttelkolben, Bioreaktor) sowie in Hinblick auf die Energie- und Kohlenstoffversorgung (photoautotroph, chemoorganotroph und mixotroph),
  • Anpassung der Modellstämme an heterotrophe oder mixotrophe Prozessführung,
  • Etablierung eines Prozessmodells zur Wirkstoffproduktion.
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Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme zur Vitalitätsbestimmung von Trichocoleus sociatus (rot = lebende Zellen, grün = tote Zellen) nach Axenisierung
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Lichtmikroskopische Aufnahme von Calothrix desertica bei 400x Vergrößerung

Gefördert durch:

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