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Fraunhofer IGB Jahresbericht 2012|13

MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE Die Schwerpunkte der Abteilung Molekulare Biotechnologie liegen in den Bereichen Pharmazie, Diagnostik und Chemie. So setzen wir unser Know-how für die funktionelle Genom- analyse von Pathogenen (Infektionsbiologie) ein, um neue Ansätze für das Wirkstoff-Screening abzuleiten. Neue dia- gnostische Verfahren entwickeln wir auf Nukleinsäurebasis (diagnostische Microarrays) oder mittels zellulärer Reporter- systeme wie beispielsweise für einen zellbasierten Pyrogen- Assay. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Entwicklung von Produktionsstämmen oder Zelllinien für die industrielle und pharmazeutische Biotechnologie. Produktionsverfahren wur- den bereits für Pharmaproteine wie Interferone (z. B. Cinno- vex, Soluferon) als auch für chemische Produkte wie Biotensi- de und Dicarbonsäuren entwickelt. Die Arbeiten reichen dabei von der molekularbiologischen Optimierung der Produktions- stämme bis zu einer auf eine effektive Produktaufarbeitung ausgerichteten integrierten Bioprozessentwicklung. Neben Mikroorganismen setzen wir auch auf Enzyme, um nachwach- sende Rohstoffe für biotechnologische Verfahren oder für die enzymatische Synthese von Chemikalien (z. B. Epoxide aus Fettsäuren) zugänglich zu machen. Die Kernkompetenzen der Abteilung liegen in der Anwendung molekularbiologischer und biotechnologischer Methoden für Genom-, Transkriptom- und Proteom-Analysen sowie einer akkreditierten Analytik, die auch für Metabolom-Analysen eingesetzt werden kann. Eine molekularbiologische Stamm- entwicklung, integriert in einen Bioprozess mit Fokus auf einer vereinfachten Produktaufreinigung, ist zentrale Kompetenz sowohl für mikrobielle Produktionsverfahren wie auch für die Produktion von Pharmaproteinen aus menschlichen Zelllinien. In der Infektionsbiologie führt die Kombination von Methoden der funktionellen Genomanalyse mit unserer Expertise in der Zellkulturtechnik zu einem Alleinstellungsmerkmal in der Ent- wicklung von Infektionsmodellen und Diagnostika. Ziel ist es, die in der Natur vorkommenden Prozesse zu er- kennen und deren Vielfalt in biotechnologischen Wertschöp- fungsprozessen oder für die Entwicklung neuer Diagnostika und Therapeutika einzusetzen. Die neuen Technologien in der Genom- und Proteomanalytik beispielsweise ermöglichen, ganze mikrobielle Gemeinschaften oder die Interaktion zwi- schen Mikroorganismen und menschlichem Individuum in kürzester Zeit umfassend zu analysieren. Dadurch kann der Einfluss der Mikrobiota des Menschen auf seine Gesundheit – sowohl über Wirt-Pathogen-Interaktionen wie auch in sy- nergistischer Form (Probiotika), aber auch die maligne Entar- tung körpereigener Zellen beschrieben werden. Mithilfe dieser Informationen können dann Maßnahmen für eine spezifische Behandlung eingeleitet oder personalisierte Medikamente für unterschiedliche Bevölkerungsgruppen entwickelt werden. Auch in der industriellen Biotechnologie eröffnet die schnelle Verfügbarkeit von Genomen und die Analyse zellulärer Regel- kreise die Möglichkeit, neue Stoffwechselwege zu erkennen, zu optimieren und in idealer Weise für die Produktion von Chemikalien oder Proteinen einzusetzen. Mit ihren Kompetenzen bedient die Abteilung Molekulare Biotechnologie, auch in Zusammenarbeit mit den anderen Abteilungen des Fraunhofer IGB, verschiedene Bereiche der Geschäftsfelder Medizin, Pharmazie, Chemie und Umwelt. Im Bereich der Biokatalyse arbeiten wir eng mit der Projekt- gruppe BioCat, Straubing, zusammen. Die im Labormaßstab etablierten Bioprozesse werden mit der Projektgruppe am Fraunhofer CBP, Leuna, bis in den 10-m3 -Maßstab entwickelt. Zudem besteht eine Kooperation mit dem Fraunhofer ITEM für KOMPETENZEN 4 4

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