Bakterium baut Zucker in Braunalgen effektiv zu Ethanol um Gentech-Mikrobe erzeugt Biokraftstoff aus Seetang - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Gentech-Mikrobe erzeugt Biokraftstoff aus Seetang

Bakterium baut Zucker in Braunalgen effektiv zu Ethanol um

Brauner Seetang enthält sehr viel Zucker, der durch die jetzt entwickelten genmanipulierten Bakterien in den Biokraftstoff Ethanol umgewandelt werden kann. © Bio Architecture Lab

Der Treibstoff der Zukunft könnte aus braunem Seetang gewonnen werden. Forscher haben erstmals genetisch veränderte Bakterien erzeugt, die den in diesen Algen reichlich vorhandenen Zucker effektiv in Ethanol umwandeln. Das Ethanol kann direkt als alternativer Kraftstoff eingesetzt oder zu anderen Energieträgern weiterverarbeitet werden.

Die Nutzung von Braunalgen als Zuckerlieferanten habe gleich mehrere große Vorteile, sagen die Wissenschaftler: Der Algenzucker lasse sich sehr leicht aus dem Tang isolieren. Außerdem benötige man für die Algenzucht keine Anbauflächen an Land und trete so auch nicht in Konkurrenz zum Nahrungsmittelanbau, wie bei bisherigen Biokraftstoffen der Fall, berichten die Forscher im Fachmagazin „Science“.

Produktion von Algen-Kraftstoff bisher ineffektiv

„Bisher konnte das volle Potenzial der Ethanol-Produktion aus Seetang nicht ausgenutzt werden, weil industriell einsetzbare Mikroben den Algenzucker Alginat nicht abbauen konnten“, schreiben Adam Wargacki vom Bio Architecture Lab im kalifornischen Berkeley und seine Kollegen. Zwar enthalten die Algen auch andere Zuckerarten, deren Anteil ist jedoch sehr gering und machte die Produktion von Algen-Kraftstoff ineffektiv. Algen-Ethanol habe daher bisher als zu teuer und nicht konkurrenzfähig gegenüber konventionellen Kraftstoffen gegolten, sagen die Wissenschaftler.

Dieses Hindernis haben die Forscher nun mit Hilfe der Gentechnik überwunden. Sie setzten Escherichia coli-Bakterien eine Gensequenz ein, die den Bauplan für ein Alginat-abauendes Enzym enthielt. Außerdem umfasste sie Gene, die den Umbau der Zuckerabbaustoffe in Ethanol bewirkten. Die solcherart veränderten Mikroben konnten dadurch das Alginat zersetzen und daraus Ethanol produzieren.

„Dieses Verfahren ermöglicht die Nutzung aller Zuckerarten im Seetang und macht ihn damit zu einem sehr wirtschaftlichen Rohstoff für die Erzeugung von Biokraftstoffen und chemischen Energieträgern“, kommentiert Daniel Trunfio, Leiter des Bio Architecture Lab.

Anzeige

Das schnelle Wachstum und der einfache Anbau von braunem Seetang in flachen Meeresgebieten machen ihn zu einem nachhaltigen Rohstoff für die Gewinnung von Biokraftstoff. © Bio Architecture Lab

Idealer Rohstoff für Biokraftstoffe

Seetang gilt seit längerem als vielversprechender Rohstoff für die kommerzielle Produktion von Biokraftstoffen. Denn diese Algen enthalten rund 60 Prozent Zuckerverbindungen. Zudem fehlt ihnen das in vielen Landpflanzen für die Stabilisierung der Blätter und Stängel benötigte Lignin. Dieser Stoff ist schwer abbaubar und erschwert es daher, die Inhaltsstoffe ligninhaltiger Pflanzenteile herauszulösen.

„Die Nutzung von Algen macht dagegen energieintensive Vorbehandlungen vor der Fermentation überflüssig“, sagen die Forscher. Man müsse die Masse nicht erhitzen oder chemisch behandeln. Stattdessen reiche bereits Pressen oder Mahlen aus, um die Zucker aus dem Seetang freizusetzen.

Mikroben produzieren 80 Prozent des theoretisch Möglichen

Die Effektivität der genmanipulierten Bakterien testeten die Wissenschaftler mit der Braunalge Saccharina japonica, in der japanischen Küche auch als Kombu bekannt. „Die Fermentation erbrachte 80 Prozent des theoretisch erreichbaren Ethanol-Höchstertrags“, schreiben Wargacki und seine Kollegen. Der Großteil des Ethanols sei dabei bereits in den ersten 48 Stunden nach Einbringen der Bakterien erzeugt worden.

Nach Schätzungen der Forscher würde es ausreichen, Seetang an nur drei Prozent der weltweiten Küsten anzubauen, um 227 Milliarden Liter konventionellen Treibstoff durch Biokraftstoff aus Algen ersetzen zu können. Bereits jetzt werde Seetang in vielen Regionen der Welt kommerziell angebaut, so dass die Produktion dieses Rohstoffs kein Problem wäre, meinen die Wissenschaftler. (Science, 2012; doi: 10.1126/science.1214547)

(Science / dapd, 20.01.2012 – NPO)

Anzeige

In den Schlagzeilen

Videos jetzt im Netz

Teaserbild Ringvorlesung Klimawandel und Ich

Ringvorlesung "Klimawandel und Ich"

Diaschauen zum Thema

Dossiers zum Thema

DNA - Von Genen, Mördern und Nobelpreisträgern

Biomasse - Holz, Stroh und Biogas - Energielieferanten der Zukunft?

News des Tages

Jagdszene

Älteste Jagdszene der Menschheit entdeckt

Alltagsobjekte als Datenspeicher

Mars: Karte enthüllt nutzbares Wassereis

Filter für "nasse" Abgase

Bücher zum Thema

Biologie für Einsteiger - Prinzipien des Lebens verstehen von Olaf Fritsche

Kleine Wunderwerke - Die unsichtbare Macht der Mikroben von Idan Ben-Barak

50 Schlüsselideen Genetik - von Mark Henderson

Erneuerbare Energien - Mit neuer Energie in die Zukunft von Sven Geitmann

Öko - Al Gore, der neue Kühlschrank und ich von Peter Unfried

Die Macht der Gene - Schön wie Monroe, schlau wie Einstein von Markus Hengstschläger

Was sind die Energien des 21. Jahrhunderts? - Der Wettlauf um die Lagerstätten von Hermann-Josef Wagner

Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe - Mit neuer Energie in die Zukunft von Sven Geitmann

Top-Clicks der Woche

Anzeige
Anzeige