Ein Hoch auf die Biodiversität
Der 22. Mai ist der Internationale Tag der Biodiversität. Worin liegt der Ursprung dieses Gedenktages und was hat BRAIN mit dem Thema Biodiversität zu tun?
Am 22. Mai jährt sich der „International Day for Biodiversity“. Diesen Gedenktag haben die Vereinten Nationen auf Anraten der Wissenschaft ausgerufen, um das Thema „biologische Vielfalt“ für einen Tag besonders in den Fokus der Weltöffentlichkeit zu rücken. Was zeigt, dass es um die Biodiversität nicht gut bestellt ist. Die Tatsache, dass es diesen Gedenktag schon seit dem Jahr 1993 gibt, beweist einmal mehr, dass der Wissenschaft schon lange bewusst ist, dass die biologische Vielfalt in ökologischen Systemen eine bedeutende Rolle spielt. Viele Menschen dagegen haben das Thema sicher erst seit dem vergangenen Jahr so richtig wahrgenommen: Da wurde verstärkt auf das Insektensterben und den damit einhergehenden Artenverlust aufmerksam gemacht. Da diese Veränderung von jedem Menschen wahrgenommen werden kann, hat es geholfen, die Themen Biodiversität und Umweltschutz stärker in die breite Öffentlichkeit zu tragen. Das Gute ist: Ist ein Thema dort erst einmal angekommen, kommt die Politik häufig nicht drum herum, sich dessen anzunehmen.
Was genau bedeutet biologische Vielfalt?
Aber was genau bedeutet eigentlich biologische Vielfalt? Nach der in der Artenschutzkonvention (englisch: „Convention on Biological Diversity“, CBD) festgelegten Definition bedeutet es „Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Herkunft, darunter unter anderem Land-, Meeres- und sonstige aquatische Ökosysteme und die ökologischen Komplexe, zu denen sie gehören; dies umfasst die Vielfalt innerhalb der Arten und zwischen den Arten und die Vielfalt der Ökosysteme“.
Die CBD ist ein multilateraler Vertrag und wer ihn unterzeichnet, der bekennt sich zu diesen Zielen:
- Erhaltung der biologischen Vielfalt (oder Biodiversität),
- nachhaltige Nutzung ihrer Bestandteile und
- faire und gerechte Aufteilung der sich aus den genetischen Ressourcen ergebenden Vorteile.
Es geht also um viel mehr, als „nur“ darum einzelne Tier- oder Pflanzenarten zu erhalten, damit wir Menschen sie nutzen oder uns an ihnen erfreuen können. Es geht vielmehr um nachhaltige Landwirtschaft, Wüstenbildung und Dürre; Wasserversorgung und Abwasserentsorgung; Energie, Wissenschaft, Technologie; Widerstandsfähigkeit und Anpassung der Städte; Ozeane, Meere und Wälder; aber auch um gefährdete ethnische Gruppen – und nicht zuletzt spielt Biodiversität auch eine Rolle, wenn es darum geht unsere Ernährung zu sichern.
Der UN-Generalsekretär António Guterres fand deutliche Worte, als er am 22. April dieses Jahres sagte, die biologische Vielfalt sei „im steilen Niedergang begriffen“. Anlass dieser Aussage war seine Rede zum „International Mother Earth Day“, und er forderte die Regierungen in aller Welt auf, trotz der Corona-Pandemie den Klimaschutz nicht aus den Augen zu verlieren.
Was hat BRAIN mit biologischer Vielfalt zu tun?
BRAIN konzentriert sich auf die industrielle Biotechnologie. Im Zentrum des Technologieunternehmens stehen entsprechend lebende Zellen, z.B. Hefezellen, filamentöse Pilze, Bakterien und humane Zelllininen. Die Stoffwechselleistung dieser Winzlinge wird im Fermentationsprozess genutzt, um gezielt Stoffe chemisch umzuwandeln. Wird im zellfreien System gearbeitet, sind Enzyme die eigentlichen „Helden“. Sie oder die sie beherbergenden Mikroorganismen können bewirken, dass z.B.
- Produkte synthetisiert werden, die später leichter abbaubar sind (z.B. biobasierte Kunststoffe, Lacke, Kleb- und Schmierstoffe),
- Produktsynthesen weniger Energie und / oder Chemie benötigen (z.B. Papierherstellung)
- klimaschädliche Substanzen als Rohstoffe genutzt werden können (z.B. CO2 als Kohlenstoffquelle für chemische Verbindungen),
- Recyclingprozesse umweltfreundlicher und nachhaltig werden (z.B. wertvolle Metalle mit Mikroorganismen statt mit Chemie aus Erzen oder Reststoffen gewinnen),
- die Qualität von Produkten verbessert wird (z.B. Veredlung von Textilien; Optimieren der Textur oder des Geschmacks von Lebensmitteln).
Zurück zur biologischen Vielfalt: Biotechnologie basiert auf Biodiversität, denn die Vielfalt an Mikroorganismen, Enzymen und Stoffwechselwegen bietet unendlich viele Möglichkeiten, sie als biologische Lösungen für nachhaltige industrielle Prozesse einzusetzen.
In den vergangenen 26 Jahren hat BRAIN eine für Unternehmen außergewöhnlich große Mikroorganismensammlung angelegt. Die Organismen stammen aus rund 450 verschiedenen Habitaten und insgesamt befinden sich über 53.000 Mikroorganismen in der als BRAIN Bioarchiv bezeichneten Sammlung. Alle Mikroorganismen sind kultivierbar und umfassend charakterisiert. Viele Enzyme und Stoffwechselwege dieser Mikroorganismen wurden und werden auf Protein- und auf Genomebene analysiert und die daraus gewonnenen Daten sind die Basis, wenn es darum geht, für eine spezifische Fragestellung einen passenden Kandidaten zu finden.
Beispiel: Bausteine für biobasierte Chemikalien
Die biologische Vielfalt des Bioarchivs von BRAIN kann in unterschiedlichsten Industrieprozessen zum Einsatz kommen. Ein Beispiel sind Bakterien, die aus kurzkettigen Kohlenstoffverbindungen mehrkettige Kohlenstoffverbindungen produzieren. Diese wiederum können Bausteine für Spezialchemikalien wie Lacke, Farben oder Schmierstoffe sein. Oder auch für Polymere, aus denen Schaumstoff gefertigt wird. Statt wie sonst üblich Erdöl für diese Bausteinsynthese zu verbrauchen, kann so das klimaschädliche Gas CO2 – zunächst über einen chemischen Schritt und dann mit Hilfe von Mikroorganismen – sinnvoll umgewandelt werden (sogenannte Dekarbonisierung).
Fazit
Biotechnologische Verfahren haben den Trend in der chemischen Industrie hin zur Nutzung biobasierter Bausteine gefördert. Einen großen Anteil daran hat die unglaubliche Biodiversität im Reich der Mikroorganismen. Das Bioarchiv von BRAIN mit seinen Tausenden von Mikroorganismen wird stets erweitert und ist eine enorm hilfreiche Quelle, um bislang nicht charakterisierte Mikroorganismen, Enzyme und Naturstoffe zu identifizieren. Daher kann diese Sammlung auch als eine Plattform der Biodiversität gesehen werden.
Informationen zum BRAIN BioArchiv
Services bei BRAIN, basierend auf dem BRAIN BioArchiv:
- Wir finden, entwickeln und optimieren Enzyme und bioaktive Naturstoffe, so dass sie zu den Anforderungen unserer Kunden passen.
- Wir identifizieren und entwickeln Hochleistungs-Mikroorganismen als funktionale Biomasse für optimierte industrielle Produktionsprozesse.
- Unser BioArchiv wird ständig erweitert und damit die Möglichkeiten, die optimale Lösung für Kundenanforderungen zu finden. Moderne Modellierungstechnologien sowie ein großer Erfahrungsschatz in molekularbiologischen Technologien, Bioinformatik und Protein-Engineering kommen dabei zum Einsatz.