Clemens Posten: Mit Moosen maßgeschneiderte Produkte herstellen

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Clemens Posten hat es bei seiner Forschung auf Moose und Mikroalgen abgesehen. Quelle: IBL Karlsruhe

20.03.2007  - 

Die Kombination aus Biologie und Technik hat es Clemens Posten vom Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik an der Universität Karlsruhe schon immer angetan. Deshalb schlug er vor Jahren den für einen Diplom-Biologen eher ungewöhnlichen Weg ein und begann parallel zu studieren - nämlich Elektrotechnik. Heute befasst sich der Professor unter anderem mit der außergewöhnlichen Frage, wie man Moose dazu bringen kann, dass sie maßgeschneiderte Eiweiße herzustellen oder wie man Mikroalgen dazu veranlasst, Komponenten für gesunde Lebensmittel zu produzieren.

Maßgeschneiderte Eiweiße aus Moosen zu gewinnen, das bezeichnet Clemens Posten als eines seiner bisher spannendsten Projekte. "Absolut innovativ, denn keiner hat geglaubt, dass das klappen könnte", erzählt Posten. "Es ist, wie wenn ein kleines Segelschiff beim Wettrennen gegen eine große Flotte als Erster durchs Ziel geht", fügt der Professor für Bioverfahrenstechnik hinzu. Auch wenn es keiner geglaubt hat: Das kleine Segelschiff hat gewonnen - Photo-Bioreaktoren werden an der Universität Karlsruhe heute bereits in Form von Pilotanlagen getestet.

Mit Technik und Biologie die Natur verstehen lernen

Schon vor 30 Jahren, während seines Biologie-Studiums an der Universität Bochum, begannen Posten die Wechselwirkungen zwischen Technik und Biologie zu begeistern. "Auf den Geschmack bin ich im Studium gekommen, als mich elektrophysiologische Vorgänge in Sinnesorganen ganz besonders faszinierten. Ich wollte meine Kenntnisse darin weiter vertiefen und die Vorgänge in der Natur auch von der technischen Seite verstehen. So habe ich dann noch zusätzlich Elektrotechnik studiert", sagt Posten. Mit der Doktorarbeit zum Thema "Modellierung und Anlagenoptimierung der Ethanolproduktion" begab sich der Biologe und Elektrotechniker an der Universität Hannover dann erstmals auf das Gebiet der Bioverfahrenstechnik – und blieb dabei.

Clemens Posten ist sich sicher: Mikroalgen sind vielversprechende Organismen für die Biotechnologie.Quelle: IBL Karlsruhe

Nach der Postdoktoranden-Zeit in Hamburg und über sechs Jahren Tätigkeit als Wissenschaftler bei der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF, heute Helmholtzzentrum für Infektionsforschung) in Braunschweig folgte Posten 1995 dem Ruf an die Universität Karlsruhe, zunächst ans Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und seit Januar 2006 an das neu gegründete Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik. Der Biologe und Elektrotechniker ist zudem auch noch für den Europäischen Studiengang Biotechnologie ESBS an den Universitäten Karlsruhe, Freiburg, Basel und Straßburg verantwortlich, den er mit ins Leben gerufen hat.

Tausende von Algenarten für die Biotechnologie

In der Photo-Biotechnologie beschäftigen sich die Wissenschaftler des Instituts für Bio- und Lebensmitteltechnik unter anderem mit der Kultivierung von Mikroalgen, aus denen Polysaccharide und ungesättigte Fettsäuren für die Lebensmittelindustrie oder Pigmente für Kosmetikprodukte gewonnen werden können. Haupt-Energiequelle für diese Verfahren ist das Licht, und deshalb stellen diese Mikroalgen mit ihren weit über 25.000 bekannten Arten ein enormes und bislang nur wenig genutztes Potenzial für die Biotechnologie dar.

Moose lassen sich als Produktionsorganismen benutzen - wie hier in einem Photobioreaktor.Quelle: IBL Karlsruhe

Aber nicht nur Algen stehen im Mittelpunkt des Interesses Postens und seiner Mitarbeiter, sondern eben auch Moose, die man zukünftig routinemäßig als Mini-Bioreaktoren zur Produktion pharmazeutisch relevanter rekombinanter Proteine einsetzen möchte. In einem Querschnittsbereich der Photo-Biotechnologie arbeitet man daran, Photoreaktoren für Moose wie auch für Mikroalgen zunächst als Modelle zu konstruieren und zu optimieren und dann im großen Maßstab zu etablieren.

Aufreinigungstechniken als wichtiges biotechnologisches Forschungsgebiet

Mit dem zweiten Forschungsschwerpunkt, der Partikel-Biotechnologie, wollen die Karlsruher Forscher verschiedenste Biopolymere, zum Beispiel Xanthan, für Lebensmittel oder proteinumhüllte Nanopartikel für optische Anwendungen, mit Hilfe von Mikroorganismen herstellen. Eine Kernkompetenz des Instituts besteht hierbei in der Elektrofiltration und Magnetseparation von schwer trennbaren Biosuspensionen direkt aus dem Bioreaktor. Für ihre Elektrofiltrationsmethode halten Posten und Mitarbeiter sogar schon gemeinsam mit der bayerischen Firma Lenser Filtration ein Patent und es wird derzeit nach konkreten industriellen Anwendern gesucht.

Solche Aufreinigungstechniken gehören heute zu den wichtigsten Forschungsthemen in der Bioproduktion, da etablierte Bioseparationsverfahren bislang gegenüber herkömmlichen Techniken nicht wirtschaftlich genug sind. Ziel ist es beispielsweise, die Prozeduren so zu reduzieren, dass der prinzipielle Aufreinigungsschritt zukünftig als Ein-Schritt-Verfahren in einem einzigen Apparat durchgeführt werden kann.

Bioverfahrenstechniker eröffnete Museum für Lesezeichen

Moose und Algen sind für Posten aber reine Versuchsobjekte. Seine Freizeit verbringt er nicht etwa mit botanischen Erkundungen weiterer Sporen- und Wasserpflanzen, sondern wie eigentlich nicht anders zu erwarten mit einem außergewöhnlichen Hobby. Der Professor für Bioverfahrenstechnik sammelt nämlich Lesezeichen. Und zwar nicht nur ein paar - schon mehr als 2.000 Stück hat er auf seinen zahlreichen Reisen zusammengetragen. Und hat mit seinen Exponaten aus aller Welt bereits ein virtuelles Lesezeichenmuseum eröffnet, in dem Besucher unter www.bookmark-museum.comeinen Rundgang durch die Ausstellung der eindrucksvollen Stücke machen können.