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2013|14 Jahresbericht Fraunhofer IGB

MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE Die Schwerpunkte der Abteilung Molekulare Biotechnologie liegen in den Bereichen Pharmazie, Medizin / Diagnostik und Chemie. So setzen wir unser Know-how für die funktionelle Genomanalyse von Pathogenen (Infektionsbiologie) ein, um neue Ansätze für das Wirkstoff-Screening abzuleiten. Neue diagnostische Verfahren entwickeln wir auf Nukleinsäureba- sis (diagnostische Microarrays und Biomarkerentwicklung auf Grundlage der DNA-Hochdurchsatzsequenzierung) oder mit- tels zellulärer Reportersysteme wie beispielsweise für einen zellbasierten Pyrogen-Assay. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Entwicklung von Produktionsstämmen oder Zelllinien für die industrielle und pharmazeutische Biotechnologie. Produk- tionsverfahren wurden bereits für Pharmaproteine wie Interfe- rone und Faktor VII als auch für chemische Produkte wie Bio- tenside und Dicarbonsäuren entwickelt. Die Arbeiten reichen dabei von der molekularbiologischen Optimierung der Pro- duktionsstämme bis hin zu einer auf eine effektive Produkt­ aufarbeitung ausgerichteten integrierten Bioprozessentwick- lung. Neben Mikroorganismen setzen wir auch auf Enzyme, um nachwachsende Rohstoffe für biotechnologische Verfah- ren 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 eine vereinfachte Produktaufreinigung, ist zentrale Kompetenz, sowohl für mikrobielle Produktionsverfahren wie auch für die Produktion von Pharmaproteinen aus humanen Zelllinien. In der Infektionsbiologie führt die Kombination von Methoden der funktionellen Genomanalyse mit unserer Expertise in der Zellkulturtechnik und in der Infektionsbiologie zu einem Al- leinstellungsmerkmal in der Entwicklung von Infektionsmodel- len, Testsystemen und Diagnostika. Unser Ziel ist es, die in der Natur vorkommenden Prozesse zu erkennen und ihre Vielfalt in biotechnologischen Wertschöp- fungsprozessen oder für die Entwicklung neuer Diagnostika und Therapeutika einzusetzen. Die neuen Technologien in der Genom- und Proteomanalytik beispielsweise ermöglichen es uns, ganze mikrobielle Gemeinschaften oder die Interaktion zwischen 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 eröffnen 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 Bio- technologie, auch in Zusammenarbeit mit den anderen Ab- teilungen des Fraunhofer IGB, verschiedene Bereiche der Ge- schäftsfelder Medizin, Pharmazie und Chemie. Im Bereich der Biokatalyse arbeiten wir eng mit der Projektgruppe BioCat, Straubing, zusammen. Die im Labormaßstab etablierten Bio- prozesse werden mit der Projektgruppe am Fraunhofer CBP, KOMPETENZEN 50

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