Forschungslandschaft

 Die USA sind eines der weltweit führenden Länder bei der Förderung von Forschung und Entwicklung. So ist die Bioökonomie inzwischen auch fest in der Forschung verankert. Es existiert ein breites Netz aus universitären und außeruniversitären Einrichtungen, die sich über das Land verteilen. Landwirtschaftlich geprägte Bundesstaaten setzen einen Schwerpunkt in der Biokraftstoffforschung, eher technologisch geprägte West- und Ostküstenstaaten setzen auf industrielle Anwendungen und sind stark in der Biomedizin.

Bioökonomie-Institute für biobasierte Forschung

Im ländlich geprägten und durch den Maisanbau bekannten Iowa arbeiten mehr als 230 Wissenschaftler am Bioeconomy Institute (BEI) der Iowa State University. Verteilt auf acht Departments, konzentrieren sie sich auf biobasierte Lösungen, die pflanzliche Rohstoffe nutzen – insbesondere auf Biokraftstoffe und Bioenergie. An der Michigan State University (MSU) liegt ein Schwerpunkt in der Pflanzenforschung und den Ingenieurwissenschaften. Diese Expertise floss bereits 2007 in ein Gemeinschaftsprojekt mit der University of Wisconsin-Madison ein, dem Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC). Im Zentrum der Forscher stehen hier Biokraftstoffe auf Cellulose-Basis. Angebunden an die MSU sind auch das Michigan Biotechnology Institute (MBI) und das Bioeconomy Institute. Beide arbeiten und bieten Lösungen für Aufskalierungen in der industriellen Biotechnologie. Kalifornien ist das Schwergewicht an der Westküste.

An der University of California Riverside (UCR) suchen die Mitarbeiter nach neuen Wegen, um Biomaterialien, bioenzymatische und metabolische Prozesse besser zu verstehen und zu nutzen. Die Schwesteruniversität in Los Angeles (UCLA) zählt zu den gefragtesten des gesamten Landes. Sie machte sich einen Namen unter anderem mit Technologien für eine grüne Chemie und hat hierzu ein Umweltdepartment eingerichtet. Algen sind die Arbeitstiere an der Universität in San Diego (UCSD). Mit ihnen möchten die Forscher therapeutische Proteine und Biokraftstoffe herstellen. Hierfür setzen sie auch auf aus der pharmazeutischen Industrie bekannte Hochdurchsatzverfahren. Das ebenfalls in San Diego ansässige California Center for Algae Biotechnology (Cal-CAB) vereint seit 2008 universitäre und außeruniversitäre Forschungskooperationen unter einem Dach. Partner aus der Industrie beteiligen sich ebenfalls. An der Ostküste, an der University of Maryland, wiederum modifizieren Wissenschaftler Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen. Dadurch soll die Produktion rekombinanter Proteine gesteigert werden.

Forschungsschwerpunkt Nachhaltige Bioenergie

Wissenschaftler der Cornell University im Bundesstaat New York sind in der Pflanzenforschung verwurzelt. Ein Thema ist die Nachhaltigkeit der Biosprit-Produktion. Am Dartmouth College im Bundesstaat New Hampshire, einer der ältesten Universitäten der USA, werden Mikroben, die Holz abbauen können, und die Konversion von Biomasse untersucht. Am Florida Center for Renewable Chemicals and Fuels (FCRC) der University of Florida ist die weiße Biotechnologie Kernthema. Neben Bioethanol geht es um die Herstellung von Biochemikalien. Der synthetischen Biologie widmen sich zahlreiche akademische Gruppen. In Massachusetts die Boston und die Harvard University sowie das Massachusetts Institute of Technology (MIT), in Kalifornien die Stanford University und die University of California . Flankiert wird die angewandte Forschung von einem wissenschaftlich geprägten, theoretischen Überbau, der sich mit Maßnahmen und Initiativen auseinandersetzt. Beispielsweise an der Columbia University in New York, am Center for Global Energy Policy und in North Carolina am Duke Center for Sustainability & Commerce.

Public-Private-Partnership zwischen BP und University of California

Als größte Public-Private-Partnership in seinem Bereich sorgte das Energy Biosciences Institute für Aufsehen. 2007 vom britischen Ölkonzern British Petroleum (BP) über einen internationalen Wettbewerb ausgelobt und über zehn Jahre mit 500 Mio. US-Dollar von diesem kofinanziert, arbeiten vier Partner an gemeinsamen Fragestellungen: die University of California in Berkeley, das Lawrence Berkeley National Laboratory, die University of Illinois als Spezialist für Landwirtschaft und der Industriepartner BP.

Große Bedeutung der Ressortforschung für US-Bioökonomie

Neben den Universitäten spielen die einzelnen Ministerien zugeordneten wissenschaftlichen Einrichtungen, vergleichbar mit den Instituten der Ressortforschung in Deutschland, eine richtungsweisende Rolle in der US-Bioökonomie. Das Oak Ridge National Laboratory gilt als größtes Forschungsinstitut des Energieministeriums. Hier stehen Grundlagen- und angewandte Forschung im Zentrum der Aktivitäten, um Antworten auf Fragen zur zukünftigen Energiesicherung zu finden. In seine Verantwortung fällt auch das BioEnergy Research Center (BESC). Das Joint BioEnergy Institute (JBEI) leitet das Lawrence Berkeley National Laboratory. Wichtigstes Labor der USA für erneuerbare Energien ist das National Renewable Energy Laboratory (NREL). Es wird ebenfalls vom US-Energieministerium finanziert und engagiert sich in der Umwandlung von Biomasse in Bioenergie oder Biochemikalien. In der angegliederten Pilotanlage, der Integrated Biorefinery Research Facility (IBRF), kommen neue Bioprozesse auf den Prüfstand.

Genomseqzenzierung als Basis für Biokraftstoffforschung

Am Joint Genome Institute (JGI) des Ministeriums spielt die Sequenzierung von Bioenergiepflanzen oder Mikroorganismen, die Lignin und Cellulose abbauen können, eine Schlüsselrolle. Künftig soll auch die synthetische Biologie massiv ausgebaut werden und bei der Biokraftstoffforschung weitere Fortschritte erlauben. Das National Institute of Standards and Technology (NIST) führt bereits eine Initiative an, die sich für Standards in der synthetischen Biologie einsetzt. Der National Science Foundation (NSF), eine unabhängige Einrichtung der Regierung der Vereinigten Staaten, kommt eine zentrale Rolle bei der finanziellen Unterstützung von Forschung und Bildung zu. So unterstützt sie grundlagen-orientierte Projekte in allen Feldern der Wissenschaften mit Ausnahme der Medizin. Um transnationale Partnerschaften in der synthetischen Biologie zu fördern, beteiligte sich die NSF auch an der ERASynBio-Ausschreibung im Rahmen des siebten Forschungsrahmenprogramms der Europäischen Union.

Die Biomedizinische Forschung wird dagegen von den National Institutes of Health (NIH) gefördert. Auch in diesem Sektor gibt es zahlreiche Kooperationsprojekte mit europäischen und deutschen Partnern. Forschungsprojekte von nationalem Interesse sind in den USA undenkbar ohne die finanzielle Förderung durch unterschiedliche Ministerien. Das U.S. Department of Energy (DoE), das Energieministerium, bringt einen erheblichen Anteil auf und unterstützt beispielsweise Großprojekte wie das GLBRC oder Bioraffinerien mit Millionen-Beträgen. Das Landwirtschaftsministerium, Department of Agriculture, fördert unter anderem Projekte zur Nutzung von Biomasse. Die einzelnen Bundestaaten und die Universitäten tragen ebenfalls monetär zur Forschung bei. So förderte der Michigan Strategic Fund zusammen mit der MSU die Kommerzialisierung biobasierter universitärer Projekte. Die California Energy Commission finanzierte u.a. Arbeiten zu Drop-in-Biokraftstoffen.

Privat finanzierte universitäre Forschung ist ein weiteres herausstechendes Merkmal der US-Forschungslandschaft. Die Entwicklung und das Wachstum von Innovationsclustern unterstützen auch dem Handelsministerium unterstellte Behörden wie die Economic Development Administration (EDA) und die Small Business Admistration (SBA) durch die Vergabe von Fördermitteln.