Forscher:innen erzeugen Kunststoffe und Chemikalien aus CO2

Eine Arbeitsgruppe rund um Diethard Mattanovich, Senior Researcher am Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) und Professor am Department für Biotechnologie (DBT) an der Universität für Bodenkultur Wien hat einen entscheidenden Schritt in Richtung Recycling von CO2 gemacht.

Bereits vor einigen Jahren konnte die Gruppe eine CO2-produzierende, heterotrophe Hefe namens Komagataella phaffii so modifizieren, dass sie ihre Biomasse gänzlich aus Kohlenstoffdioxid aufbauen kann. „Nun sind wir noch einen bedeutenden Schritt weitergekommen: Wir konnten Ausgangsstoffe für industrielle Produkte wie Bioplastik, Polymere oder Absorptionsmittel aus CO2 produzieren, indem wir weitere Gene aus Milchsäurebakterien und Schimmelpilzen in die modifizierte Hefe eingebracht haben“ erklärt Mattanovich. Diese bahnbrechende Arbeit wurde kürzlich in der Fachzeitschrift „The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)“ veröffentlicht.

Infolge der Anwendung von Methoden der synthetischen Biologie konnten die Stoffwechselwege für die Produktion von Itaconsäure und Milchsäure in die modifizierte Hefe Komagataella phaffii eingebracht werden und beide Produkte aus Kohlenstoffdioxid hergestellt werden. Durch Isotopenmarkierung konnten die Forscher:innen zudem nachweisen, dass die gewünschten Produkte ausschließlich aus CO2 hergestellt wurden. Mit einer Ausbeute von fast 2 Gramm Itaconsäure pro Liter konnten schon erste Erfolge erzielt werden.

Özge Ata: Treibhausgase als „Rohstoff für wichtige Chemikalien“

„Bis zur industriellen Reife müssen wir die Stämme und Prozesse weiter optimieren“, erklärt Mattanovich. „Im Labormaßstab konnten wir jedoch bereits zeigen, dass man Treibhausgase tatsächlich als Rohstoff für wichtige Chemikalien nutzen kann“, fasst Özge Ata, Senior Scientist am acib und Forscherin an der BOKU das Ergebnis zusammen.

Anstatt weiter Erdöl als Rohstoff einzusetzen und damit Treibhausgase freizusetzen, kann die neue Technologie Kohlendioxid in langlebige Materialien binden. Eine derartige „Carbon Capture and Utilization“ Technologie wäre demnach klimaneutral und könnte überdies ein wirksamer Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels werden.

Das 2010 gegründete Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) entwickelt neue, umweltfreundlichere und ökonomischere Prozesse für die Biotech-, Chemie- und Pharmaindustrie und verwendet dafür die Methoden der Natur als Vorbild. Die Non-Profit-Organisation ist ein internationales Forschungszentrum für industrielle Biotechnologie mit weltweiten Standorten und Hauptsitz in Graz.

 

PNAS: Conversion of CO2 into organic acids by engineered autotrophic yeast