Bioökonomie International 2022: PILSNER - Leistung im großen Maßstab verlangt nach optimal konstruierten Stämmen – Maßgeschneiderte Herstellung von P. putida

Für die Umstellung von fossilen auf nachwachsende Rohstoffe ist es notwendig, dass Leistungsdaten wie Titer, Raten und Produkt/Substrat-Ausbeute (TRY) erfolgversprechender Laborprozesse ohne Verluste in den industriellen Maßstab überführt werden können. Andernfalls droht der Prozess im industriellen Maßstab technisch und ökonomisch zu scheitern. Oft genug ist der scale-up eine essenzielle Transferhürde, da die mikrobielle Produktivität durch die heterogenen Mischungsbedingungen industrieller Bioreaktoren verschlechtert wird. Dies ist der Fall, da große Reaktoren lokale Mangelzonen aufweisen und dadurch – ungewollt – umfangreichen Regulationsmechanismen in Mikroorganismen auslösen. PILSNER geht dieses Problem an: (i) Der vielversprechenden industriellen Wirt Pseudomonas putida KT2440 wird so entwickelt, dass er nicht nur die gleiche Leistung im Labor- und Produktionsmaßstab erreicht, sondern auch die Produktionskapazitäten im Vergleich zu seinem ursprünglichen Vorfahren übertrifft. (ii) Aufbauend auf jüngsten eigenen Forschungsarbeiten wird ein neuartiges Scale-Down-Gerät (der so genannte Single-Multi-Compartment-Bioreaktor, SMCB) für die mikrobielle Anwendung weiterentwickelt und für die Prüfung der veränderten Stämme eingesetzt. In Zusammenarbeit mit dem Partner an der U Wisconsin (Prof. Brian Pfleger, USA) werden soll skalierbare P. putida Produzenten zur Herstellung von Isobutanol, Fettalkoholen und Methylketonen konstruiert.