Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften
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System Analyse der Zellulaseproduktion

 

Trichoderma reesei wird von der Industrie als Produktionsorganismus von Zellulasen und Hemizellulasen verwendet, die zur Hydrolyse von Pflanzenzellwandpolysacchariden dienen. In den vergangenen Jahrzehnten wurden (Hemi-)Zellulasen bereits erfolgreich von verschiedenen Industriezweigen wie der Nahrungs- und Futtermittelindustrie sowie der Textil-, Zellstoff- und Papierindustrie eingesetzt. Neuerdings werden sie auch erfolgreich zur Erzeugung von klimaneutralen Treibstoffen und Plattformchemikalien in sogenannten fortgeschrittenen Bioraffinerien verwendet. Bei diesen Verfahren werden - an Stelle von Nahrungsmitteln Agrar-reststoffe wie Stroh, Hausmüll oder Energiepflanzen als Rohstoffe eingesetzt. Diese Art der Biomasse ist allerdings notorisch schwierig zu verzuckern und ökonomische Prozesse erfordern neben effizienter Aufschlussverfahren auch kostengünstige (Hemi-)zellulasepräparate. Aus diesem Grund sind Untersuchungen zur verbesserten und effizienteren Produktion dieser Enzyme besonders wichtig für die Etablierung einer biobasierten Ökonomie.

Im Rahmen von akademischen und industriellen Stammverbesserungsprogrammen konnte in den letzten 50 Jahren die Hemizellulaseproduktion von T. reesei durch ungezielte Mutation um etwa zwei Größenordnungen verbessert werden. Berichte über gezielte gentechnische Stammverbesserung sind aber bislang rar und die so erzeugten Stämme können bisher nicht mit den ungezielt verbesserten Stämmen konkurrieren. Gezielte Eingriffe ins Erbgut der Produktionsstämme sind allerdings wesentlich effizienter und vermeiden außerdem das Risiko von nachteiligen ungezielten Mutationen, die während der ungezielten Mutagenese entstehen können. Mittlerweile sind die Genomsequenzen etlicher Stämme, die durch ungezielte Mutagenese erzeugt wurden, entschlüsselt. Ziel dieses Projekt ist es, die für die Verbesserung der Zellulaseproduktion relevanten Mutationen zu entschlüsseln und diese Erkenntnisse in der nächsten Generation von Produktionsstämmen einzubringen.

 

Funding:

FWF, project number P24219