GenoMik-Plus: Die Tricks der Mikroorganismen nutzen
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- Der Tuberkulose-Erreger (grün), Mycobakterium tuberculosis, ist hier mit Fresszellen (rosa) zu sehen und eines der Forschungsobjekte im GenoMik-Programm. Quelle: MPI für Infektionsbiologie/ Volker Brinkmann
30.08.2006 -
Die einen produzieren krebshemmende Wirkstoffe, andere haben erdölabbauende Fähigkeiten und wieder andere lösen schwere Krankheiten aus. Bakterien leben weltweit an fast allen Standorten und zeichnen sich durch eine Vielzahl an Eigenschaften aus. Um ihren genetischen Grundlagen auf die Spur zu kommen und diese Erkenntnisse für Medizin, Landwirtschaft, Ernährung und Industrie zu nutzen, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Jahr 2001 das Förderprogramm GenoMik "Genomforschung an Mikroorganismen" initiiert. Jetzt geht das Programm mit GenoMik-Plus in die nächste Phase und stellt bis zum Jahr 2009 weitere 20 Millionen Euro zur Verfügung. Sie fließen vor allem in Projekte, die kommerziell interessante Forschungsergebnisse als Produkte und Dienstleistungen weiterentwickeln.
Innerhalb der ersten Förderphase von GenoMik wurde die in Deutschland vorhandene Expertise der Genomforschung an Mikroorganismen in drei Kompetenzzentren in Bielefeld, Göttingen und Würzburg gebündelt. Mit unterschiedlichsten Zielstellungen hatten sich die Forscher dort zum Ziel gesetzt, zunächst das Potenzial verschiedener ausgewählter Bakterien zu erschließen, die für einzelne Anwendungfelder in Medizin, Landwirtschaft oder Industrie von Interesse waren. Pro Standort haben sich jeweils rund 20 Kooperationspartner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengefunden, um an speziellen Fragestellungen in verschiedenen Gruppen zu arbeiten.
Vielversprechende Ergebnisse für Industrie, Landwirtschaft und Medizin
So hatten sich die Forscher im Göttinger Netzwerk BiotechGenoMik zum Ziel gesetzt, Mikroorganismen zu untersuchen, die für biotechnische Produktionsprozesse interessant sind bzw. interessant zu werden versprechen. Dabei wurden in den ersten Jahren der Förderung unter anderem die Genome von Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Picrophilus torridus, Gluconobacter oxydans und Ralstonia eutrophia sequenziert. Darauf aufbauend haben die Forscher im Anschluss DNA-Microarrays entwickelt, mit deren Hilfe bestimmte Enzymsysteme isoliert und untersucht wurden.
In Würzburger Kompetenzzentrum PathoGenoMik haben sich die Forscher wiederum Bakterien gewidmet, die für den Menschen schwerwiegende Krankheiten auslösen. Im Fall des Tuberkuloseeregers Mycobacterium tuberculosis sind auf der Basis der Genomsequenz beispielsweise DNA-Mikroarrays entstanden, mit denen ein Genomvergleich zwischen dem Tuberkulose-Erreger und anderen Mykobakterien durchgeführt werden konnte. Auf diese Weise haben die Wissenschaftler einzelne Gene identifiziert, die nur im Tuberkulose-Erreger vorkommen und seine besondere Gefährlichkeit ausmachen. Diese wiederum bieten nun eine gezielte Angriffsfläche für Diagnose- und Therapieverfahren.
Das in Bielefeld angesiedelte Kompetenznetz konzentrierte sich unter anderem auf Bakterien mit Bedeutung für die Landwirtschaft und Umweltschutz. Dabei wurden beispielsweise pflanzenwuchsschädigende, pflanzenwuchsfördernde oder schadstoffabbauende Vertreter untersucht. Zu letzteren gehörte etwa das marine Bakterium Alcanivorax borkumensis, dessen komplette Genomstruktur Ende Juli im Fachmagazin Nature Biotechnology vorgestellt wurde. Von besonderem Interesse ist hierbei die Fähigkeit dieses Organismus, Öl als Energiequelle zum Wachstum zu nutzen. Damit besitzt dieses Bakterium großes Potential für die biologische Sanierung Kohlenwasserstoff-kontaminierter mariner Habitate.
GenoMik-Plus soll wirtschaftliche Verwertung der Ergebnisse vorantreiben
Die im Rahmen der GenoMik-Förderung aufgebauten Kompetenzkerne in Göttingen, Bielefeld und Würzburg sollen nun erhalten, in ihren Forschungszielen jedoch fokussiert und für weitere Partner geöffnet werden. Dafür ist die Förderinitiative "GenoMik-Plus" ins Leben gerufen worden, die von 2006 bis 2009 dauern wird und ein Budget von rund 20 Millionen Euro zur Verfügung hat. Generell sind nun insbesondere solche Forschungsprojekte von Interesse, die kommerziell interessante Ergebnisse aus bestehenden GenoMik-Projekten für den Markt weiterentwickeln wollen.
So hat beispielsweise Rolf Müller von der Universität des Saarlandes den Zuschlag für die Fortsetzung seiner Arbeiten zum Bakterium Sorangium cellulosum erhalten. Dieser Mikroorganismus produziert eine Vielzahl biologisch aktiver Substanzen, die in der Medizin verwendet werden können. Die bekanntesten sind die Epothilone, krebshemmende Substanzen, die bereits als Medikament entwickelt werden und kurz vor der Markteinführung stehen. Müller, der seine Arbeiten unter anderem als Preisträger des Nachwuchswettbewerbs BioFuture begann, will nun - ausgehend vom entschlüsselten Genom - einzelne Gene des Mikroorganismus detailliert charkaterisieren. Am Ende sollen dabei mithilfe gezielter genetischer Veränderungen Bakterien erzeugt werden, die für die Pharmaindustrie hochwirksame Substanzen in besserer Qualität oder größerer Menge herstellen können.
Unternehmen bilden industrielle Plattform
Um die wirtschaftlichen Interessen in der mikrobiellen Genomforschung gezielt zu vertreten, haben sich zudem eine Reihe von Unternehmen zusammengeschlossen, die bereits an diversen GenoMik-Forschungsnetzen beteiligt waren. In diesem Industrieverbund ist die ganze Wertschöpfungskette von Biotechfirmen (BRAIN, Biopract) und Chemie-und Pharmafirmen (Degussa, Bayer, Schering) bis hin zu Herstellern von Lebensmitteln (Milupa) und Verbraucherprodukten (Henkel) vertreten. Sie wollen zusammen eine industrielle Plattform aufbauen, die sowohl für interessierte Unternehmen als auch für Forschungseinrichtungen und Politik ein Ansprechparter für die mikrobielle Genomforschung in Deutschland sein soll. Langfristig ist dabei eine Eintragung als Verein geplant. „Wir wollen die wirtschaftliche Seite dieser Forschungsrichtung gebündelt vertreten und damit die kommerzielle Umsetzung von Ergebnissen aus den GenoMik-Programmen begleiten und vorantreiben“, sagt Karl-Heinz Maurer, Leiter der Abteilung Enzymtechnologie bei Henkel.
Neben der industriellen Plattform sollen die in den Netzwerken arbeitenden Forschungsgruppen aber auch ihr gegenseitiges Know how verstärkt nutzen. So haben sich im Laufe der vergangenen Jahre an den Universitäten Göttingen, Bielefeld und Greifswald Schwerpunkte in der DNA-Sequenzanalyse (Göttingen), Bioinformatik (Bielefeld) und Proteomik (Greifswald) entwickelt. Diese sind nun in der Technologieplattform Mikrobielle Genomforschung (TPMG) zusammengefasst und sollen von den einzelnen Projekten als Dienstleister bevorzugt angefragt werden.
Mehr Informationen zu den einzelnen inhaltlichen Fokussierungen der Standorte Göttingen, Bielefeld und Würzburg erhalten Sie in unserer Rubrik Cluster/Netze. mehr
Koordination von GenoMikPlus:
Projektträger Jülich
Dr. Hans-Peter Peterson
