Bioökonomie International 2022: C1BioEco - Nutzung von Methan (CH4) durch Biokatalysatoren und entwickelte Produktionsstämme

Eine robuste Bioökonomie ist von entscheidender Bedeutung für das Erreichen einer kohlenstoffneutralen oder kohlenstoffnegativen Gesellschaft. Die Verwendung von Glukose aus Nahrungsmitteln in der industriellen Biotechnologie ist jedoch aus ethischen Gründen nicht unumstritten. Daher besteht ein großer Bedarf an alternativen Kohlenstoffquellen. Methan, das am stärksten reduzierte Ein-Kohlenstoff-Molekül, ist eine vielversprechende Energie- und Kohlenstoffquelle für biobasierte Prozesse.Im Mittelpunkt dieses Projekts steht die Ausstattung von Escherichia coli, einem weit verbreiteten Wirt für die Bioproduktion, mit Modulen für die Methanumwandlung. Durch die Entwicklung von E. coli-Stämmen wollen wir effiziente Wirte für die Methanumwandlung schaffen, die für die Synthese von Massen- oder Feinchemikalien in Bioraffinerieanwendungen eingesetzt werden können. Darüber hinaus werden wir das Schlüsselenzym der Methan-Methanol-Umwandlung, die lösliche Methan-Monooxygenase (sMMO), mit Hilfe der entwickelten Produktionswirte untersuchen. Durch Genomsequenzierung, Proteomanalyse und Mutagenesestudien werden wir die Methanumwandlung optimieren und Einblicke in die Struktur-Funktions-Beziehungen der rekombinanten sMMO und das metabolische Zusammenspiel in Methanotrophen gewinnen. Dieser Ansatz hat großes Potenzial, den Übergang zu einer Wirtschaft zu beschleunigen, die weniger abhängig von fossilen Ressourcen ist und eine nachhaltige Nutzung der Kohlenstoffquelle Methan ermöglicht.