LOUISe

Louis-e.de sucht Nachfolger

admin — Tue, 25 Aug 2009 12:25:15 +0000

Liebe Leser. Aus zeitlichen Gründen können wir Louis-e.de leider nicht mehr weiterpflegen. Wir nehmen die Seite daher Ende des Monats vom Netz. Bis dahin können sich gerne Interessenten melden, die die Seite ggf. weiterführen und weiterentwickeln möchten. Laut Statistik erfreut sich louis-e.de zwar nur einer kleinen Besucherschar, die sich jedoch vorwiegend aus der Biotech-Branche und Wissenschaftsszene rekrutiert. Eine gute Basis also zur Fortführung.

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Die Redaktion

Fraunhofer-Projektgruppe unter der Leitung von TUM-Professor Volker Sieber gestartet

admin — Mon, 03 Aug 2009 16:03:21 +0000

Pickroboter, wie er in der industriellen Biotechnologie verwendet wird (Bild: Fraunhofer IGB)

Die Fraunhofer-Projektgruppe “Katalytische Verfahren für eine nachhaltige Rohstoff- und Energieversorgung auf der Basis nachwachsender Rohstoffe” hat am 1. August 2009 ihre Arbeit aufgenommen. Die Gruppe wird von Prof. Volker Sieber, Inhaber des Lehrstuhls für Chemie Biogener Rohstoffe an der TU München (TUM) geleitet und ist am Wissenschaftszentrum Straubing angesiedelt. Sie ist dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart unter Leitung von Prof. Thomas Hirth zugeordnet. Die Forscherinnen und Forscher der neuen Fraunhofer Projektgruppe arbeiten eng vernetzt mit dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT und mehreren Lehrstühlen der TUM.

Vor dem Hintergrund der Ressourcenverknappung, der damit einhergehenden steigenden Rohölpreise, der immer strengeren Umweltgesetzgebung und des zunehmenden weltweiten Strebens nach nachhaltiger Entwicklung gewinnt die nachhaltige Gestaltung von Prozessen und Produkten insbesondere in Industriebereichen wie Chemie, Kraftstoffe und Energie an Bedeutung. Die Chemische Industrie konzentriert sich dabei zunehmend auf die stärkere Nutzung nachwachsender Rohstoffe und die Einbeziehung biotechnologischer Verfahren.

Ausgehend von einem derzeitigen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen von cirka 10 bis 12 % an der Rohstoffbasis der deutschen chemischen Industrie, ist bis zum Jahr 2020 mit einem Anstieg auf 20 % zu rechnen. Eine besondere Bedeutung kommt dabei der Entwicklung neuer chemo- und biokatalytischer Verfahren und deren Verknüpfung zu. Vor diesem Hintergrund wurde jetzt die Fraunhofer-Projektgruppe “Katalytische Verfahren für eine nachhaltige Rohstoff- und Energieversorgung auf der Basis nachwachsender Rohstoffe” im besagten katalytischen Arbeitsbereich in Straubing etabliert.

Ziel der Projektgruppe ist es, neue Methoden zu entwickeln und anzuwenden, Katalysatoren und katalytische Prozesse zu etablieren, die eine umfassendere Nutzung pflanzlicher Biomasse in der chemischen Industrie ermöglichen. Zentrale Bedeutung haben dabei Verfahren der sog. weißen oder industriellen Biotechnologie. Die angewandte Forschung und die angestrebte Technologieentwicklung innerhalb der Projektgruppe sollen dem bayerischen Wirtschaftsraum in den Bereichen Chemie, Biotechnologie und Verfahrenstechnik neue Impulse geben. Daraus resultiert natürlich auch ein Wettbewerbsvorsprung für die bayerische Industrie.

Straubing ist als Standort für die Fraunhofer-Projektgruppe besonders geeignet. Durch eine stark ausgeprägte Land- und Forstwirtschaft in der näheren Umgebung stehen nachwachsende Rohstoffe in großen Mengen aus lokalem Anbau zur Verfügung. Zusätzlich ist Straubing mit seinem Industriepark Straubing-Sand und dem Hafen ein Umschlagsplatz für nachwachsende Rohstoffe aus Osteuropa. In Zusammenarbeit mit einigen chemischen Unternehmen im bayerischen Chemiedreieck sowie im Industriepark Linz hat die gesamte Region das Potential, Vorreiter einer nachhaltigen Chemieproduktion zu werden.

Untergebracht ist die Gruppe, die in den nächsten anderthalb Jahren auf 10 Mitarbeiter und 5 bis 10 Doktoranden anwachsen soll, vorübergehend in den Räumen des Neubaus vom Wissenschaftszentrum Straubing (WZS). Durch die enge fachliche und wissenschaftliche Anbindung der Gruppe an das WZS, speziell an die TU München, sind optimale Rahmenbedingungen für einen guten Start gegeben. Die Projektgruppe ist vorerst auf vier Jahre befristet. Für den Aufbau werden vom Land Bayern fünf Millionen Euro aus dem Programm BayernFit – Forschung, Innovation, Technologie bereitgestellt.

Quelle: TUM

Lesetipp: OECD Biotechnology Statistics 2009

admin — Fri, 31 Jul 2009 16:44:59 +0000

OECD Biotechnology Statistics 2009

The 2009 edition brings together the latest available economic and activity data on biotechnology and innovation for 22 OECD members and four non-member countries. It builds on the extensive work of the OECD and national experts to improve the comparability of biotechnology statistics.

Biotech Key Indicators in xls-format are now ready for download, too.

Download Indicators and Statistic-Report: OECD

Hessen fördert Insekten-Biotechnologie in Gießen

admin — Fri, 31 Jul 2009 13:22:39 +0000

Das hessische Forschungsförderungsprogramm LOEWE

Mit vier Millionen Euro fördert Hessen den Aufbau einer Fraunhofer-Projektgruppe an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Ziel ist es, die bereits etablierten Forschungs- und Geschäftsfelder des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie in Aachen und Schmallenberg um den Bereich “Bioressourcen” zu erweitern, zu dem etwa die Insektenbiotechnologie gehört.
Die Anschubfinanzierung kommt 2009 und 2010 aus dem Förderprogramm Loewe. Es handelt sich um einmalige Sondermittel. “Die Forschungsziele dieser Projektgruppe passen sehr gut zu den übergeordneten strategischen Zielen der Universität Gießen, bei denen Verständnis und Schutz des menschlichen Lebens und optimale Nutzung der natürlichen Ressourcen im Blickpunkt stehen”, sagt Wissenschaftsministerin Eva Kühne-Hörmann (CDU). Mittelhessen werde damit wissenschaftlich und wirtschaftlich gestärkt.

Plant-Insect-Biotechnology hat große Potenziale
„Wir sind ausgesprochen froh über die nun bewilligte Anschubfinanzierung“, sagte Prof. Dr. Joybrato Mukherjee, Erster Vizepräsident der Justus-Liebig-Universität Gießen. „Auf diese Weise kann ein in vielerlei Hinsicht neuartiges Forschungsfeld – ein ,emerging field’ - intensiv bearbeitet werden, um die Grundlagen für die angestrebte dauerhafte Fraunhofer-Ansiedlung in Gießen zu schaffen. Wir hoffen auf ein langfristiges Engagement des Landes bei dieser für alle lebenswissenschaftlichen Fachbereiche unserer Universität zukunftsweisenden Strukturentwicklungsperspektive. Die Justus-Liebig-Universität wird den Prozess mit höchster Priorität gestalten und unterstützen.“

Die Insektenbiotechnologie ist eine junge Disziplin, die sich der Entwicklung von Schnittstellentechnologien und der Anwendung neuer Wirkstoffe aus Insekten beispielsweise für therapeutische oder diagnostische Zwecke widmet. Da dieses Potential bisher nicht systematisch erschlossen und genutzt wird, bietet die Zusammenarbeit von Fraunhofer-Institut und Universität Gießen für beide Seiten große Entwicklungs- und Profilierungschancen. Neben den Möglichkeiten auf dem Gebiet der Human- und der Tiermedizin wird auch mit erheblichen Potentialen auf dem Agrar- und Ernährungssektor gerechnet, die auf dem zweiten Forschungs- und Geschäftsfeld „Plant-Insect Biotechnology“ genutzt werden sollen. Das dritte Gebiet „Integrated Risk Management“ umfasst die ganzheitliche Risikoanalyse von Stoffen in der Umwelt und in Lebensmitteln.

Pressestelle: Wissenschaftsministerium
Pressesprecher: Dr. Ulrich Adolphs
Telefon: (0611) 32 32 30, Fax: (0611) 32 32 99
E-Mail: pressestelle/at/hmwk.hessen.de

Grundsteinlegung für neues Zentralinstitut für Katalyseforschung

admin — Wed, 29 Jul 2009 12:24:09 +0000

Das neue Zentralinstitut für Katalyseforschung der TU München. Foto: Klein&Sänger, Architekten

Katalysatoren sind die entscheidenden Komponenten vieler industrieller Prozesse. Auch Bio- und Umwelttechnologie sowie Energie-Effizienz sind eng mit dem Thema Katalyse verbunden. Mit dem neuen Zentralinstitut für Katalyseforschung (TUM Catalysis Research Center, CRC), für das heute der Grundstein gelegt wird, bekommt die Katalyseforschung nun ihre eigene Adresse. Traditionell stark sind in der Katalyseforschung an der Technischen Universität München (TUM) die Fakultäten Chemie und Physik. Aufgabe des neuen Zentralinstituts ist die Vernetzung der Expertise weiterer Fakultäten wie Mathematik, Informatik und Maschinenwesen. Der Standort Garching bietet hierfür bundesweit einmalige Voraussetzungen.

Kaum eine Reaktion der industriellen Chemie wäre heute ohne Katalysatoren wirtschaftlich durchführbar. Sowohl für Rohstoff- als auch für Energieeffizienz sind sie unentbehrlich. In der Biotechnologie spielen Enzym-Katalysatoren die zentrale Rolle. Kein Wunder also, dass sich die Katalyse bei knapper werdenden Rohstoffen und steigenden Energiepreisen zu einer interdisziplinären Zukunftstechnologie entwickelt.

Die klassischen Bereiche der katalytischen Chemie, das Erforschen neuer Reaktions- und Synthesewege sowie die Aufklärung von Reaktionsmechanismen, sind an der TU München traditionell sehr stark. Neue Forschungsansätze verlangen zusätzlich nach Expertise aus weiteren Fachbereichen. Insbesondere die Einbindung der Ingenieurwissenschaften erweitert die Möglichkeiten bei Themen wie Laborautomation oder Mikrosystemtechnik. Viele großtechnische Prozesse sind im Detail noch wenig verstanden. Simulationsrechnungen ermöglichen hier neue Optimierungsstrategien.

„Wie keine andere deutsche Universität verfügt die TU München über eine breite Expertise, die sich als Grundlage für ein neues Zentralinstitut anbietet“, sagt Wissenschaftsminister Dr. Wolfgang Heubisch. Das Institut führt nicht nur die Katalyseforschung in den Fakultäten Chemie und Physik zusammen, sondern auch weitere bereits erfolgreich laufende Aktivitäten, wie das Bayerische Elite-Netzwerk NanoCat, das EU-Netzwerk Idecat und Arbeiten aus der International Graduate School of Science and Engineering (IGSSE) der TU München. Heubisch: „Die Bündelung wissenschaftlicher Ressourcen im neuen Zentralinstitut für Katalyseforschung wird der Innovationskraft Bayerns weitere Impulse verleihen.“

Mit dem Konzept für das neue Zentralinstitut für Katalyseforschung konnte die TU München nicht nur die Bayerische Staatsregierung überzeugen. Auch der Wissenschaftsrat bewertete das Projekt als Forschungszentrum von überregionaler Bedeutung. Daher beteiligt sich neben dem Land Bayern auch der Bund mit 50 Prozent an den Baukosten in Höhe von 57 Millionen Euro.

Gründungsdirektor des Instituts ist Professor Notker Rösch, der mit seinen Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Theoretischen Chemie auch in der Katalyse einen internationalen Namen hat. Ein wissenschaftlicher Beirat (Scientific Council), dem unter anderen der Nobelpreisträger Gerhard Ertl angehört, begleitet das Institut und soll 2011 erstmals eine umfassende Evaluierung vornehmen.

Zeitgleich mit dem Katalyseforschungsinstitut formiert die TUM das „Forschungszentrum für Weiße Biotechnologie“. Hier erforschen die Wissenschaftler energie- und ressourceneffiziente chemische Stoffumwandlungen mit Mikroorganismen und entwickeln technische Anwendungen. „Wir brechen in die “Grüne Chemie” auf, die mit Hilfe selektiv wirkender Katalysatoren den zeitgemäßen Paradigmenwechsel in der chemischen Industrie als einer unserer wichtigsten Säulen der Volkswirtschaft kennzeichnet,“ fasste TU-Präsident Professor Wolfgang A. Herrmann das Gesamtkonzept der TU München zusammen. „Weniger Energie, weniger Rohstoffe, mehr Effizienz – das ist unsere Mission!“

Quelle: TUM

Sloning BioTechnology and Henkel to Co-Operate in Enzyme Development

admin — Wed, 29 Jul 2009 12:14:09 +0000

Sloning Biotechnology

Puchheim/Düsseldorf, June 2009 – Multinational consumer chemicals company Henkel will use Sloning BioTechnology’s proprietary protein engineering platform in their Laundry and Home Care enzyme development.

The two companies announced that a first project has been launched involving SlonoMax mutant libraries as part of a development process aiming at the functional optimisation of a specific enzyme.
Enzymes constitute an important ingredient in many modern household chemicals; their constant improvement is crucial to Henkel. Directed Evolution processes are used to optimise their properties. “In the past, we would generate huge collections of genetic variants of promising enzymes and screen them for desired features. With Sloning’s technology, we obtain libraries that precisely follow our design and contain all desired mutants. We expect to considerably increase our success rate and shorten development time”, says Karl-Heinz Maurer, Director Research and Development of Henkel’s Laundry and Home Care division.
Sloning’s CEO Heinz Schwer explains: “Our genetic engineering platform allows to introduce selected alternative codons, leading to only those mutations the scientist actually wanted. This gives researchers additional freedom in setting up their experiments. We are happy to count Henkel among our customers. This underscores the added value SlonoMax libraries provide to any directed evolution process.”

About Sloning
Sloning BioTechnology GmbH specializes in the production of highly diverse and precisely engineered gene libraries. Sloning’s superior genetic libraries are essential in screening for new and improved therapeutic or industrial proteins. At the heart is its core technology, Slonomics®, a patented genetic engineering platform using sets of double stranded DNA triplets.

About Henkel
Headquartered in Düsseldorf / Germany, Henkel KGaA has about 55,000 employees worldwide and counts among the most internationally aligned German-based companies in the global marketplace. People in approximately 125 countries around the world trust in brands and technologies from Henkel.

Strom aus Biomasse muss nachhaltig erzeugt sein

admin — Wed, 29 Jul 2009 12:05:17 +0000

Bundesumweltministerium

Für die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien dürfen zukünftig nur noch Pflanzenöle eingesetzt werden, die nachhaltig hergestellt worden sind. Dies sieht die Nachhaltigkeitsverordnung für das Erneuerbare-Energien-Gesetz (Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung) vor, die heute im Bundesgesetzblatt veröffentlicht worden ist und am 24. August 2009 in Kraft tritt. Damit haben alle Wirtschaftsbeteiligten Planungssicherheit für die Umsetzung der Verordnung.

Die Nachhaltigkeitsverordnung sieht vor, dass flüssige Biomasse, die nach dem EEG vergütet wird (zum Beispiel Raps-, Palm- und Sojaöl), so hergestellt werden muss, dass ihr Einsatz zur Stromerzeugung im Vergleich zu fossilen Energieträgern mindestens 35 Prozent weniger Treibhausgase freisetzt. Des Weiteren dürfen die Pflanzen nicht auf Flächen mit hohem Naturschutzwert, wie etwa Regenwäldern oder Feuchtgebieten, angebaut worden sein. Diese Anforderungen an die Nachhaltigkeit müssen bei flüssiger Biomasse eingehalten werden, die ab 1. Januar 2010 zur Stromerzeugung eingesetzt und nach dem EEG vergütet wird. Für flüssige Biomasse aus der eingelagerten Ernte und der Ernte 2009 gelten für das Jahr 2010 Übergangsregelungen.

Der Nachweis dieser Anforderungen erfolgt mit Hilfe von Zertifizierungssystemen und Zertifizierungsstellen, die jeweils von der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) anerkannt sein müssen. Ab dem Inkrafttreten der Verordnung können Anträge auf Anerkennung bei der BLE gestellt werden. Zur Zeit werden die Verwaltungsvorschriften für die Anerkennungsverfahren erarbeitet, die nach Anhörung der betroffenen Verbände voraussichtlich im Herbst 2009 in Kraft treten werden.

Synthetische Biologie - Chancen und Risiken

admin — Mon, 27 Jul 2009 09:59:32 +0000

Gemeinsame Stellungnahme der DFG, acatech und Leopoldina

Gemeinsame Pressemitteilung von DFG, acatech und Leopoldina
Das neue Forschungsfeld “Synthetische Biologie” eröffnet mittelfristig ein großes Potenzial, durch neuartige gentechnische Methoden unter Einbeziehung ingenieurwissenschaftlicher Prinzipien neue Impfstoffe und Medikamente, aber auch Kraftstoffe und Neue Materialien zu entwickeln. Für Erfolg und Akzeptanz der neuen Technologie ist ein frühzeitiger Dialog mit der Öffentlichkeit über naturwissenschaftliche, rechtliche, wirtschaftliche, aber auch ethische Fragen entscheidend. Mit einem gemeinsamen Positionspapier zu den Chancen und Risiken der Synthetischen Biologie möchten die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), acatech, die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, und die Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina, Nationale Akademie der Wissenschaften, diesen Dialog nun anstoßen.

Die neue Stellungnahme wurde heute von den Präsidenten der drei Organisationen, den Professoren Matthias Kleiner (DFG), Reinhard Hüttl (acatech) und Volker ter Meulen (Leopoldina), in einer Pressekonferenz in Berlin vorgestellt.

Das forschungspolitische Papier bezieht in vier Kapiteln und auf insgesamt 40 Seiten Position zu ausgewählten Forschungsfeldern, aktuellen Herausforderungen, Sicherheitsfragen und ethischen Fragen, die das zukunftsweisende Forschungsfeld der Synthetischen Biologie aufwirft.

In der Synthetischen Biologie herrschen zwei Forschungsansätze vor: Zum einen werden aus unbelebten Stoffen “Bausteine des Lebens” konstruiert und zu einem lebenden Organismus zusammengefügt. Zum anderen versucht man, Bestandteile aus natürlichen Organismen zu entfernen und durch andere zu ersetzen, um auf diese Weise künstliche Lebensformen zu erschaffen. Grundlagen dafür bilden die weiterentwickelten Methoden der Gentechnologie, vor allem die technischen Möglichkeiten, Erbinformationen immer schneller zu entschlüsseln und neu zu synthetisieren. Mittelfristig reichen die Anwendungsmöglichkeiten der Synthetischen Biologie von der Medizin über die Umwelttechnik bis zur Biotechnologie.

Auf der Grundlage der Ergebnisse eines international und interdisziplinär besetzten Workshops am 27. Februar in Berlin hat eine Expertengruppe unter der Leitung der Berliner Mikrobiologin Professor Bärbel Friedrich, Mitglied der DFG Senatskommission für Grundsatzfragen der Gentechnik und Vizepräsidentin der Leopoldina, die gemeinsame Stellungnahme erarbeitet. Der Workshop hatte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Bereichen Biochemie, Molekularbiologie, Genetik, Mikrobiologie, Virologie, Chemie und Physik, Ingenieurwissenschaften sowie aus den Geistes- und Sozialwissenschaften vereint.

Die Stellungnahme wurde im Anschluss von den Präsidien der drei Organisationen verabschiedet und skizziert an Hand von fünf Handlungsfeldern, wie Deutschland am besten vom Potenzial der Synthetischen Biologie profitieren kann. Die fünf Handlungsfelder sind:
- die Stärkung der Grundlagenforschung
- die Bündelung der relevanten Disziplinen in Forschung und Ausbildung
- die Ausgestaltung patentrechtlicher Schutzverfahren
- die Abwehr von Gefahren sowie Verhinderung von Missbrauch
- die Begleitung des neuen Forschungsfeldes durch Methoden der Technikfolgenabschätzung

Auf absehbare Zeit wird nach Auffassung der drei Organisationen der Schwerpunkt der Synthetischen Biologie in der Grundlagenforschung liegen. Das Papier kommt zu dem Schluss, dass der Erfolg der Synthetischen Biologie wesentlich davon abhängen wird, inwieweit es gelingen wird, die verschiedensten Disziplinen schon in der Ausbildung von Studierenden zusammenzuführen. Auch sicherheitsrelevante Aspekte werden angesprochen. Danach sind die bestehenden Gesetze zur biologischen Sicherheit (Biosafety) und zum Ausschluss eines möglichen Missbrauchs (Biosecurity) nach heutigem Forschungstand hinreichend. Trotzdem wird eine kontinuierliche Diskussion der sicherheitsrelevanten Fragen für erforderlich gehalten. Dies sollte nach Auffassung der Autoren der Zentralen Kommission für die Biologische Sicherheit (ZKBS) übertragen werden.

Die Stellungnahme “Synthetische Biologie” richtet sich insbesondere an die interessierte Öffentlichkeit und an die Politik.

Publikationshinweis DFG: “Synthetische Biologie - Stellungnahme”

Ansprechpersonen:
Dr. Eva-Maria Streier, DFG, Leiterin, Bereich Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Kennedyallee 40, 53175 Bonn, Tel. +49 228 885-2250, em.streier@dfg.de
Marco Finetti, DFG, Bereich Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Kennedyallee 40, 53175 Bonn, Tel. +49 228 885-2230, marco.finetti@dfg.de
Caroline Wichmann, Leopoldina, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Emil-Abderhalden-Straße 37, 06108 Halle/Saale, Tel. +49 345 47239-800, Mobil 0151 15 64 94 36, caroline.wichmann@leopoldina-halle.de
Jann Gerrit Ohlendorf, acatech, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Residenz München, Hofgartenstraße 2, 80539 München, Tel. +49 89 52030-940, Mobil 0176 23 88 61 65, Fax +49 89 52030-99, ohlendorf@acatech.de

Quelle: IDW

Researchers rapidly turn bacteria into biotech factories

admin — Mon, 27 Jul 2009 06:06:21 +0000

Pressevorstellung von MATE auf scivee

BOSTON, Mass. (July 26, 2009) — High-throughput sequencing has turned biologists into voracious genome readers, enabling them to scan millions of DNA letters, or bases, per hour. When revising a genome, however, they struggle, suffering from serious writer’s block, exacerbated by outdated cell programming technology. Labs get bogged down with particular DNA sentences, tinkering at times with subsections of a single gene ad nauseam before moving along to the next one.

A team has finally overcome this obstacle by developing a new cell programming method called Multiplex Automated Genome Engineering (MAGE). Published online in Nature on July 26, the platform promises to give biotechnology, in particular synthetic biology, a powerful boost.

Led by a pair of researchers in the lab of Harvard Medical School Professor of Genetics George Church, the team rapidly refined the design of a bacterium by editing multiple genes in parallel instead of targeting one gene at a time. They transformed self-serving E. coli cells into efficient factories that produce a desired compound, accomplishing in just three days a feat that would take most biotech companies months or years.

“We initiated the project to close the gap between DNA sequencing technology and cell programming technology,” explains graduate student Harris Wang, the paper’s co-first author. “The goal was to use information gleaned from genetics and genomics to rapidly engineer new functions and improve existing functions in cells,” adds postdoctoral researcher Farren Isaacs, the other first author. “We wanted to develop a new tool and demonstrate how to apply it; we were determined to hand labs a hammer and a nail.”

The key was to break free of linear genetic engineering techniques and move beyond the serial manipulation of single genes.

The researchers selected a harmless strain of the intestinal nemesis E. coli and added a few genes to its solitary circular chromosome, coaxing the organism to produce lycopene, a powerful antioxidant that occurs naturally in tomatoes and other vegetables. Now they could focus on tweaking the cells to increase the yield of this compound.

Traditionally, labs would accomplish this type of transformation by using recombinant DNA technology, also known as gene cloning, a complicated technique that involves isolating, breaking up, reassembling, and then reinserting genes.

The Church lab researchers took a different approach, blending an engineer’s logic with a biologist’s appreciation for complexity. “Genes function in teams, not in isolation,” says Wang. “Cloning often encourages us to ignore the interdependence of genes and oversimplify the cellular system. We might forget, for example, that one mutation can strengthen or weaken the effects of another mutation.”

“It’s nearly impossible to predict which combinations of mutations will confer the desired behavior,” explains Isaacs. “Biology is so complex that we don’t know the optimal solution.” So the team retooled evolution to generate genetic diversity at an unprecedented rate, increasing the odds of finding cells with desirable properties.

The E. coli bacterium contains approximately 4,500 genes. The team focused on 24 of these—honing a pathway with tremendous potential—to increase production of the antioxidant, optimizing the sequences simultaneously. They took the 24 DNA sequences, divided them up into manageable 90-letter segments, and modified each, generating a suite of genetic variants. Next, armed with specific sequences, the team enlisted a company to manufacture thousands of unique constructs. The team was then able to insert these new genetic constructs back into the cells, allowing the natural cellular machinery to absorb this revised genetic material.

Some bacteria ended up with one construct, some ended up with multiple constructs. The resulting pool contained an assortment of cells, some better at producing lycopene than others. The team extracted the best producers from the pool and repeated the process over and over to further hone the manufacturing machinery. To make things easier, the researchers automated all of these steps. “We accelerated evolution, generating as many as 15 billion genetic variants in three days and increasing the yield of lycopene by 500 percent,” Harris says. “Can you imagine how long it would take to generate 15 billion genetic variants with traditional cloning techniques? It would take years.”

The pathway the team refined plays a role in the synthesis of many valuable compounds, ranging from hormones to antibiotics, so the reprogrammed bacteria can be used for a variety of purposes. In addition, the MAGE platform itself unlocks new possibilities. “We decided to engineer in the context of biology, embracing evolution rather than trying to fit a square peg in a round hole,” says Church. “This automated, multiplex technology will allow labs to engineer entire pathways and genomes and take cell programming to a whole new level.”

This research is funded by NSF, DOE, DARPA, the Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, NIH and NDSEG.

Quelle: Eurekalert
Video einer Presseerklärung vom März: Scivee

Genetically engineered bacteria compute the route

admin — Fri, 24 Jul 2009 06:22:18 +0000

US researchers have created ‘bacterial computers’ with the potential to solve complicated mathematics problems. The findings of the research, published in BioMed Central’s open access Journal of Biological Engineering, demonstrate that computing in living cells is feasible, opening the door to a number of applications. The second-generation bacterial computers illustrate the feasibility of extending the approach to other computationally challenging math problems.

A research team made up of four faculty members and 15 undergraduate students from the biology and mathematics departments at Missouri Western State University in Missouri and Davidson College in North Carolina, USA engineered the DNA of Escherichia coli bacteria, creating bacterial computers capable of solving a classic mathematical problem known as the Hamiltonian Path Problem.

The research extends previous work published last year in the same journal to produce bacterial computers that could solve the Burnt Pancake Problem.

The Hamiltonian Path Problem asks whether there is a route in a network from a beginning node to an ending node, visiting each node exactly once. The student and faculty researchers modified the genetic circuitry of the bacteria to enable them to find a Hamiltonian path in a three-node graph. Bacteria that successfully solved the problem reported their success by fluorescing both red and green, resulting in yellow colonies.

Synthetic biology is the use of molecular biology techniques, engineering principles, and mathematical modeling to design and construct genetic circuits that enable living cells to carry out novel functions. “Our research contributed more than 60 parts to the Registry of Standard Biological Parts, which are available for use by the larger synthetic biology community, including the newly split red fluorescent protein and green fluorescent protein genes,” said Jordan Baumgardner, recent graduate of Missouri Western and first author of the research paper. “The research provides yet another example of how powerful and dynamic synthetic biology can be. We used synthetic biology to solve mathematical problems; others find applications in medicine, energy and the environment. Synthetic biology has great potential in the real world.”

According to Dr. Eckdahl, the corresponding author of the article, synthetic biology affords a new opportunity for multidisciplinary undergraduate research training. “We have found synthetic biology to be an excellent way to engage students in research that connects biology and mathematics. Our students learn firsthand the value of crossing traditional disciplinary lines.”

Quelle: Eurekalert! / BiomedCentral
Full Article will be published in: jbioleng