ERASynBio - Runde 1 - Verbundprojekt: Sun2Chem - Konstruktion eines synthetischen Chloroplasten in Mikroalgen zur direkten Herstellung von Solarbrennstoffen und Feinchemikalien

Eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts ist die nachhaltige Bereitstellung von Energie und Wertstoffen mittels erneuerbarer Ressourcen. Chloroplasten sind natürliche und überaus effiziente zelluläre Kleinst-Fabriken, die durch die Nutzung von Sonnenenergie in der Lage sind, Wasser zu spalten und chemische Energie bereitzustellen. Unser langfristiges Ziel ist die Konstruktion eines synthetischen Chloroplasten als Plattform für die nachhaltige Produktion von Biobrennstoffen und Chemikalien. Dieses Projekt ist als Machbarkeitsstudie zu betrachten und wird die Entwicklung neuer biotechnologischer Konzepte zur Etablierung von "Solarzell-Fabriken" voranbringen. Das Design einer Chloroplasten-Plattform anhand der Prinzipien der synthetischen Biologie wird die nachhaltige Herstellung von Wertstoffen ermöglichen und so den Weg für eine CO2-neutrale Bio-Ökonomie bereiten. Wir werden verschiedene Werkzeuge entwickeln, die für den Aufbau einer Chloroplasten-Plattform Voraussetzung sind. Definierte biologische Bausteine werden generiert, die es erlauben, Enzyme und metabolische Netzwerke effizient in den Chloroplasten einzubringen. Parallel dazu werden Proteine nach den Prinzipien der Darwin’schen Evolution so umgestaltet, dass sie eine Kontrolle der photosynthetischen Energie- und Elektronenflüsse erlauben. Um unser Konzept zu testen, werden wir die entwickelten Bausteine benutzen, um mittels Sonnenlicht molekularen Wasserstoff und Alkane zu generieren.