TUM WACKER Institute for Industrial Biotechnology
Die Wacker Chemie AG und die Technische Universität München (TUM) vertiefen mit dem TUM WACKER Institute for Industrial Biotechnology ihre Partnerschaft. Ziel des Instituts ist es, die Forschung in der industriellen Biotechnologie in Deutschland auf internationalem Spitzenniveau weiterzuentwickeln. Als Basis für nachhaltiges Wirtschaften werden mit vereinten Kräften neue Ansätze für die Herstellung von Spezialchemikalien und Wirkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen erforscht.
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Ziele
Die industrielle Biotechnologie beschäftigt sich unter anderem mit der biotechnologischen Produktion von Spezialchemikalien und Wirkstoffen mithilfe optimierter Enzyme, Zellen oder Mikroorganismen. Als wesentlicher Ausgangsstoff dienen dabei nachwachsende Rohstoffe. Anwendung findet die industrielle Biotechnologie in unterschiedlichen Branchen wie im Lebensmittel- und Gesundheitsbereich oder auch in der Kosmetik- und Textilindustrie. Beispiele sind hier Pharmawirkstoffe wie auch Nahrungsergänzungsmittel auf Basis modifizierter Kohlenhydrate oder Proteine.
Die industrielle Biotechnologie ist eine Zukunftstechnologie mit großem Potential“, betont Christian Hartel, Vorsitzender des Vorstands der Wacker Chemie AG. „Mit ihrer Hilfe können Prozesse auf Basis fossiler Rohstoffe ersetzt werden. Der Einsatz von Energie und Rohstoffen kann reduziert werden. Das senkt Produktionskosten, schont Ressourcen und die Umwelt.“ Das Institut für industrielle Biotechnologie leistet wertvolle Arbeit bei der Entwicklung und Implementierung nachhaltiger biotechnologischer Prozesse für unterschiedlichste Anwendungen. „Die industrielle Biotechnologie ist ein Schlüssel auf dem Weg zu einer nachhaltigen Wirtschaftsweise“ sagt Thomas F. Hofmann, Präsident der TUM. „Von der Forschung auf molekularer Ebene über das Chemieingenieurwesen bis zur Prozesstechnik vernetzen wir die Disziplinen miteinander und beschleunigen durch enge Zusammenarbeit mit WACKER den wirksamen Transfer in die industrielle Praxis.“ Die TUM und WACKER arbeiten seit vielen Jahren in unterschiedlichen Bereichen zusammen, um den Austausch zwischen Wissenschaft und Wirtschaft aktiv voranzutreiben.
Forschung
Bei der Erforschung neuer biotechnologischer Produktionssysteme liegt ein Schwerpunkt des Instituts auf der Herstellung von Nukleinsäuren, die unter anderem in der Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden, etwa in der Krebstherapie. Als weitere Forschungsfelder stehen die Produktion von niedermolekularen Verbindungen und die Entwicklung von neuen Prozesskonzepten im Vordergrund. Dabei arbeitet das Institut eng mit der Entwicklungsabteilung von WACKER zusammen. Die Forschungsarbeiten werden durch regelmäßige Symposien begleitet.
Das TUM WACKER Institute for Industrial Biotechnology ist Teil des Munich Institute of Integrated Materials, Energy and Process Engineering, das als integratives Forschungszentrum alle Kräfte der TUM an den Schnittstellen von neuen Materialien, innovativen Verfahrens- und Produktionstechnologien sowie der Energietechnik verbindet. Als profilierte Expertin auf dem Gebiet neuer biofunktionaler Materialien und der Prozessentwicklung zur Trennung von biotechnologisch produzierten nieder- und hochmolekularen Biomolekülen leitet Prof. Sonja Berensmeier das TUM WACKER Institut. Am Institut forschen aktuell rund 20 Doktorandinnen und Doktoranden.
Projekte
ALE-NGS-Cys:
Der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik (Prof. Weuster-Botz, Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Design der TUM) hat sich mit dem Werner Siemens-Lehrstuhl für Synthetische Biotechnologie (WSSB) (Prof. Brück, Fakultät für Naturwissenschaften der TUM) zusammengetan. Adaptive Laborevolution, Sequenzierung der nächsten Generation und Reverse Engineering für eine verbesserte L-Cystein-Produktion mit dem Bakterium Escherichia coli zu nutzen.
ArtMeat:
Die neue Assistenzprofessur für Zelluläre Landwirtschaft (Prof. Henkel, TUM School of Life Sciences) und der Lehrstuhl für Bioseparation Engineering (Prof. Berensmeier, TUM School of Engineering and Design) bündeln ihre Expertise in der selektiven Reinigung bioaktiver Moleküle und dem Gerüstdesign. Ziel ist es, einen völlig tierfreien Fleischanbau zu ermöglichen.
ELEPHANT:
Der Lehrstuhl für Bioseparationstechnik überträgt seine langjährige Expertise im innovativen Prinzip der Elektrosorption auf einen potenziell nachhaltigeren robusten Prozess zur Biomolekültrennung, hier am Beispiel eines industriell relevanten Nukleotidtherapeutika-Produktionsprozesses.
OPTIMAL:
Der Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie (Prof. Becker) erforscht Optimierungsstrategien zur Steigerung der extrazellulären Proteinproduktionsraten in der Hefe Komagataella phaffii (Pichia pastoris). K. phaffii ist für seine Fähigkeit zum Wachstum hoher Zelldichte bekannt und eines der wichtigsten Expressionssysteme für die biotechnologische Proteinproduktion von Biotherapeutika und Enzymen für die Lebensmittelindustrie.
POP-UP-Cys:
Der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik analysiert die Populationsheterogenität in Fermentationsprozessen mit Escherichia coli, um die L-Cystein-Produktion im industriellen Maßstab effizienter zu gestalten. Das Verständnis der Populationsheterogenität in Fermentationen lässt sich auch auf andere mikrobiologische Produktionsprozesse übertragen und deren Upscaling unterstützen.
Softsens:
Ziel der neu eingerichteten Professur für Bioverfahrenstechnik (Prof. Zavrel) am TUM Campus Straubing ist die Entwicklung und Markteinführung eines Softsensors mit Kontrollstrategie, der die Probenentnahme bei der industriellen Fermentation überflüssig macht. Ein solcher Sensor könnte beispielsweise zur Online-Bestimmung von Metabolitenkonzentrationen eingesetzt werden und die Steuerung und Optimierung von Fermentationsprozessen erleichtern.
Vienna:
Der Organismus „vibro natrigens“ könnte eine wertvolle Alternative zum klassischen „Arbeitstier“-Organismus „Escherichia coli“ in der industriellen Biotechnologie sein, da er potenziell wesentlich höhere Wachstumsraten und Stoffwechselaktivitäten bietet. Um die Machbarkeit der Domestizierung von V. natrigens für industrielle Produktionsprozesse zu untersuchen, arbeiten die Professur Mikrobielle Biotechnologie (Prof. Blombach) und der Lehrstuhl für Chemie Biogener Rohstoffe (Prof. Sieber) am Campus Straubing eng zusammen. Um den Austausch zwischen den Projekten zu fördern, treffen sich alle Doktoranden halbjährlich zu Symposien, um den Fortschritt ihrer Projekte mit ihren Betreuern und beteiligten Wissenschaftlern der Wacker Chemie AG vorzustellen und zu diskutieren.
About Wacker Chemie AG
Die Wacker Chemie AG betreibt seit den 1980er Jahren biotechnologische Grundlagenforschung. In den 1990er Jahren brachte der Konzern sein erstes biotechnologisch hergestelltes Produkt auf den Markt. Heute ist das Biotechnologiegeschäft im Geschäftsbereich WACKER BIOSOLUTIONS gebündelt. Der Geschäftsbereich bietet Dienstleistungen, Lösungen und Produkte für die Life-Science- und Lebensmittelindustrie auf Basis biotechnologischer Verfahren an. Dazu gehört die Produktion von Proteinen und Nukleinsäuren als Biopharmazeutika als CDMO für Kunden aus Biotech und Pharma. BIOSOLUTIONS produziert außerdem hochwertige Inhaltsstoffe für Lebensmittel und Kosmetika auf Basis der mikrobiellen Fermentationstechnologie sowohl als CDMO für Kunden als auch für das eigene Produktportfolio. Hierzu zählen beispielsweise Aminosäuren, spezielle Oligosaccharide, Nahrungsproteine oder Vitamine.
Steering Committee
Der Lenkungsausschuss des TUM WACKER-Instituts für Industrielle Biotechnologie besteht aus zwei Mitgliedern der TUM und zwei Mitgliedern der Wacker Chemie AG:
• Prof. Sonja Berensmeier (TUM, Head)
• SVP Prof. Gerhard Kramer (TUM)
• Dr. Martina Schulze-Adams (WACKER)
• Dr. Oliver Minge (WACKER)