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Heidelberger Goldrausch : Studenten-Weltmeister im Genlabor

Goldgrube Elektroschrott Bild: Röth, Frank

Wer mag schon Gentechnik? Kaum einer hierzulande, doch unser Nachwuchs ist Weltspitze: Auf der iGEM-Weltmeisterschaft am MIT haben deutsche Teams abgesahnt, ein Heidelberger Team holt sogar Gold im doppelten Sinn.

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          Der „Stein der Weisen“ hat am Ende voll eingeschlagen - und dem gleichnamigen Projekt schließlich  jenen Glanz verliehen, der einem Goldprojekt geziemt. Zum ersten Mal sind Heidelberger Studierende Studentenweltmeister der Synthetischen Biologie geworden. Und nicht nur das: Auf dem prestigeträchtigen „iGEM“-Wettstreit am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston, wo vor neun Jahren mit ein paar Teilnehmerteams der Jungforscherwettstreit aus der Taufe gehoben wurde, haben auch die anderen deutschen Teams am Wochenende mächtig vom Preistisch abgeräumt: Von den sechs Finalisten (insgesamt waren 204 Teams aus fast allen Kontinenten am Start) stammen fünf aus Europa und eines aus China. Drei der fünf europäischen Studentenmannschaften kommen von deutschen Universitäten: Hinter Heidelberg plazierte sich das Team der TU München mit seinem „Physco-Filter“ aus Moospflänzchen. Als Zweiter triumphierte die hoch gehandelte Mannschaft aus Bielefeld in der Studentenklasse über 24 Jahre mit einer Biobatterie aus Bakterien. Vor kurzem hatten sie damit noch die europäische iGEM-Ausscheidung in Lyon für sich entschieden. Dagegen hatten ambitionierte Nachwuchsteams aus Stanford, des MIT, vom Imperial College oder der ETH Zürich ebenso das Nachsehen wie asiatische Talente der Peking University und des Tokyo Institute of Technology. 

          Die „Grand Prize“-Gewinner und Träger der Bio-Brick-Trophäe aus Heidelberg mit Meistermacher Roland Eils (2.v.l.)
          Joachim Müller-Jung

          Redakteur im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          „International competition of genetically engineered machines“ - wenn man sich den Titel des iGEM-Wettstreits ansieht, könnte man kaum glauben, dass deutsche Forschung hier eine herausragende Rolle spielen sollte. Gentechnik, das Grundkonzept der synthetischen Biologie, hat in Deutschland nicht nur im Landwirtschaftsministerium traditionell eher schlechte Karten. Kaum eine andere Forscher- und Ingenieurskunst wird hierzulande so radikal abgelehnt wie die Gentechnik, fragt man in repräsentativen Umfragen danach. Dass es in der Medikamentenherstellung kaum noch ohne geht, will man nicht wissen, für den biotechnischen Umweltschutz interessiert man sich nicht, und in Lebensmitteln ist Gentechnik ohnehin ein Tabu - zumindest will die Mehrheit fest daran glauben, dass Gentechnik in der Lebensmittelproduktion nicht eingesetzt wird. Und wenn, will man durch entsprechende Labels auf den Produkten zumindest gewarnt werden. Viele Bundesländer rühmen sich ihrer „genfreien Zonen“, allen voran das Bundesland des bayrischen Gensäuberers Horst Seehofer.

          Mikrobielles Gold-Recycling aus Elektronikschrott

          Dass in dieser lebensfeindlichen Umwelt überhaupt das eine oder andere Pflänzchen der Gentechnik gedeiht, ist dem besonderen Schutzstatus zu verdanken, dem man in der Republik (sogar im Agrarministerium, wenn es drauf ankommt) der Grundlagenforschung einräumt. Der Heidelberger Bioinformatiker und Genforscher Roland Eils, der sowohl am Deutschen Krebsforschungszentrum wie an der Universität erfolgreiche Forschungslabore unterhält, hat schon vor Jahren damit begonnen, die talentiertesten Jungforscher auf dem Campus früh mit dem biotechnischen Handwerkszeug vertraut zu machen. Nach dem Motto Kreativität durch Idealismus motiviert er die Studenten aus der Biologie, der Informatik und der Mathematik schon in den ersten Semestern zu Selbstorganisation und Gruppenarbeit  - und nicht zuletzt zu Opferbereitschaft. Die jüngsten Semesterferien konnten die Teilnehmer des iGEM-Wettbewerbs jedenfalls von Beginn an abhaken, die Weltmeisterschaftsvorbereitungen hatten absoluten Vorrang. 

          Das hat auch damit zu tun, dass das Heidelberger Gentechnik-Projekt quasi ein ingenieurwissenschaftliches Gesamtkunstwerk werden sollte: Goldrückgewinnung aus Elektronikschrott durch  gentechnisch erzeugte „Non-Ribosomal Peptide Synthesis“. Dahinter verbirgt sich ein lange Zeit nahezu unbekannter Lebensprozess:  Kleine Proteinschnipsel werden nicht wie üblich in den Zellen in den Eiweißfabriken, den Ribosomen, erzeugt, sondern völlig unabhängig davon. Bei einigen Bakterien und Pilzen hat man diesen Vorgang beobachtet. Und offenbar sind die entsprechenden Peptide besonders vielseitig und wertvoll: Einige wirken wie Tyrocidine offenbar antibiotisch gegen Erreger, andere dienen als Farbstoffe, als Botenstoffe, als Immun- oder Nervenmodulatoren  oder sogar als Süßstoff. Die Heidelberger Studenten haben in einem Bakterium nun durch geschicktes, bioinformatisch ermitteltes Kombinieren von Genmodulen nun neue „Nicht-Ribosomale Peptide“ (NRP) erzeugt, die vor allem eines können: Goldpartikeln aus Elektronikschrott herauszulösen und zu recyceln. Die Kosten dafür, auch das wurde haarklein ausgerechnet, wären bei der industriellen Anwendung sogar konkurrenzfähig mit der klassischen chemischen Aufarbeitung von Gold - „bei allerdings deutlich weniger Umweltbelastung im Bioreaktor“, wie die Heidelberger Gruppe in ihrer Präsentation am MIT die Juroren wissen ließt.

          Das Konzept überzeugte auf der ganzen Linie. Denn quasi nebenbei hat man, was die Preiswürdigkeit der Heidelberger Bioingenieursarbeit noch erheblich gesteigert haben dürfte, ein neuartiges Etikettierungsverfahren für die Mikrobenpeptide entwickelt. Anstelle des bekannten  und bei großen Proteinen verwendbaren Grünfluoreszierenden Proteins GFP, für dessen Entwicklung in der Biotechnik vor fünf Jahren der Chemie-Nobelpreis vergeben worden war, haben die Nachwuchsforscher für ihre NRPs  ein kleines blaues Pigment-Label aus Indigoidine genutzt, das schon  kürzeste Peptidketten zu markieren und damit unter dem Mikroskop sichtbar zu machen erlaubt. Eine Heidelberger Erfindung, für die mittlerweile ein patent angemeldet wurde, und das, so der IGEM-Meistermacher Roland Eils, „für das wir am MIT verschiedentlich auf die Vermarktung angesprochen wurden“.

          Update vom 6.11.: Auch das iGEM-Team der Universität Freiburg hat in Boston einen Preis erhalten, der nicht unterschlagen werden sollte: Die 18 Bachelor- und Masterstudenten haben mit ihrem Toolkit uniCAS, einer Art Universalschraubenzieher für die Gene ind er Zelle, den „Best Foundational Advance Award“ gewonnen – den Preis für den besten grundlegenden Fortschritt in der Synthetischen Biologie. Mehr dazu auf der Webseite der Gruppe hier

                  

               

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