Freiberg: Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologien startet

Das neugegründete Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologien ist am 29. August feierlich in Freiberg eröffnet worden.

Dort sollen neue Methoden entwickelt werden, mit denen sich seltene Erdelemente erschließen und - unter anderen mittels biotechnologischer Verfahren - verwerten lassen. Lanthan, Ytterbium, Thulium – kaum jemand wird mit diesen Zungenbrechern zunächst etwas anfangen können. Doch sie sind inzwischen unverzichtbar. Diese sogenannten Metalle der seltenen Erden sind Bestandteil von Laptops, Mobiltelefonen und anderen Hightech-Geräten. Das neue Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologien soll nun wichtige Rohstoffreserven für die Wirtschaft erschließen. "In einem rohstoffarmen Land wie Deutschland müssen wir besonders innovative Technologien zur Gewinnung von mineralischen und metallhaltigen Rohstoffen für die Industrie entwickeln, die auch unkonventionelle Vorkommen erschließen können, etwa die Rückgewinnung von Rohstoffen aus Mülldeponien“, sagte Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft während der Gründungszeremonie. Bundesforschungsministerin Annette Schavan und der sächsische Ministerpräsident Stanislav Tillich waren bei der feierlichen Schlüsselübergabe ebenfalls dabei. „Das neue Institut ist ein zentraler Teil unserer nationalen Rohstoffstrategie", sagte Schavan. Zentraler Teil des im Jahr 2010 vorgestellten Konzepts seien rohstoffbezogene Forschungsprogramme, so die Ministerin.

Das Freiberger Institut wird vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und der TU Bergakademie Freiberg aufgebaut. Es kann jedes Jahr auf Fördermittel von mindestens fünf Millionen Euro zurückgreifen. Wie bei den Helmholtz-Einrichtungen üblich stammen die Mittel zu 90 Prozent vom Bund und zu 10 Prozent vom Sitzland – in diesem Fall Sachsen. Das neue Institut soll am Ende des Jahres bereits 20 Mitarbeiter beschäftigen, in den nächsten fünf Jahren sollen insgesamt 100 Menschen am Institut arbeiten. Die ersten Wissenschaftler haben ihre Arbeit bereits aufgenommen. Gründungsdirektor ist Jens Gutzmer, der bisher schon als Professor für Lagerstättenlehre und Petrologie am Institut für Mineralogie der TU Bergakademie Freiberg lehrte.

Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

• Sex mit anderen Frühmenschen wappnete unser Immunsystem
• Fünf Chemikalien im Visier von Biofahndern
• Normen für die Bionik schaffen
• BIORES-Netzwerk zur Nutzung biologischer Reststoffe gestartet
• Verbessertes Lungenmodell in der Kulturschale

Fünf Chemikalien im Visier von Biofahndern

Das Bundesumweltministerium und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) setzen ihre Kooperation zum Human-Biomonitoring fort.

In dem gemeinsamen Projekt soll getestet werden, wie bestimmte Chemikalien auf den menschlichen Körper wirken. Nun wurden fünf weitere chemische Industriestoffe bestimmt, die im Verdacht stehen, gesundheitsbelastend zu sein. Konkret handelt es sich bei den Substanzen um 3-(4-Methylbenzyliden)-campher, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Ethyl-2-pyrrolidon, 2-Mercaptobenzothiazol und Diphenylmethan-4,4‘-diisocyanat. Die Stoffe werden in verschiedenen Produkten verwendet, beispielweise als UV-Filter in Sonnenschutzmitteln, als Lösungsvermittler für Farben und Kunststoffe, als Bestandteil von Gummiartikeln und Reifen sowie von Einkomponentenschaum zur Fixierung und Dämmung von Fenster- und Türrahmen.

Mit dem Human-Biomonitoring-Projekt soll nach Stoffen gefahndet werden, denen die Bevölkerung vermehrt ausgesetzt ist oder die eine besondere Gesundheitsrelevanz haben können. Viele dieser Substanzen sind bislang im menschlichen Körper nicht messbar, das soll sich ändern: Für die fünf Stoffe, die nun auf der Fahndungsliste stehen,  sollen spezifische Messmethode entwickelt werden, um die Belastung der Bevölkerung mit den Chemikalien zu ermitteln. Human-Biomonitoring ist für den gesundheitsbezogenen Umweltschutz ein zentrales Informations- und Kontrollinstrument. So wollen die Forscher Frühwarnsysteme für Belastungen in der Bevölkerung einrichten und frühzeitig erkennen, ob Verbote oder Beschränkungen bedenklicher Stoffe tatsächlich zu einem Rückgang der Körperdosis führen. Für bis zu fünfzig ausgewählte Stoffe oder Stoffgruppen will der VCI in den nächsten zehn Jahren Nachweisverfahren entwickeln. Für die Anwendung der Methoden in geeigneten Untersuchungen ist das BMU zusammen mit dem Umweltbundesamt verantwortlich. Die Kooperation soll zunächst in einer dreijährigen Pilotphase erprobt werden. Für bis zu 50 neue Stoffe wollen die Projektpartner neue Analyseverfahren entwickeln, um sagen zu können, wie belastet die Bevölkerung mit wichtigen Industriechemikalien wirklich ist. Bisher müssen die Wissenschaftler oft auf modellhafte Abschätzungen zurückgreifen, die gesundheitlichen Risiken können so leicht über- oder unterschätzt werden.

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• Sex mit anderen Frühmenschen wappnete unser Immunsystem
• Normen für die Bionik schaffen
• BIORES-Netzwerk zur Nutzung biologischer Reststoffe gestartet
• Verbessertes Lungenmodell in der Kulturschale

Normen für die Bionik schaffen

Bioniker übertragen immer erfolgreicher die Prinzipien aus der Natur auf technische Anwendungen, doch bislang sprechen die Forscher nicht immer in derselben Sprache.

Das will der Verein Deutsche Ingenieure (VDI) ändern und hat dazu mit dem DIN Deutsches Institut für Normung eine Initiative gestartet. Ziel ist die Gründung eines deutschen Spiegelgremiums „BIONIK“, welches das Fach als eigenes internationales Normungsthema auf die Agenda setzen soll. Am 13. September 2011 trifft sich das Gremium zu seiner Gründungssitzung. Letztlich soll bei der Internationale Organisation für Normung (ISO) ein neues Technisches Komitee (TC Biomimetics) eingerichtet werden, in dem sich interessierte Experten weltweit einbringen können. Durch das systematische Aufspüren und Abstrahieren von Lösungen aus der Natur liefert die Bionik Ideen und Ansatzpunkte für neuartige Produkte und Verfahren und damit für Innovationen. Ausgangspunkt ist die Definition eines spezifischen technischen Problems, an die sich dann eine gezielte Suche nach geeigneten biologischen Lösungsansätzen anschließt. Hierfür exemplarisch ist beispielsweise die Entwicklung spinnenartiger Roboter. Üblich ist allerdings auch der umgekehrte Weg, bei dem zunächst Prinzipien aus der biologischen Grundlagenforschung, unabhängig vom biologischen Vorbild, abstrahiert und anschließend mögliche technische Anwendungen identifiziert und entwickelt werden.

Aufgrund der stark interdisziplären und internationalen Prägung, beruht der Erfolg bionischer Ideen und Realisierungen auf verständlicher Kommunikation, Transparenz und gelungenem Wissenstransfer. Normen als Sprache der Technik sollen hier einen entscheidenden Beitrag leisten. Zum Thema Bionik hat die Zukünftige Technologien Consulting der VDI Technologiezentrum GmbH zudem im Auftrag des hessischen Landesministeriums eine Broschüre erstellt, die am 30. August veröffentlicht werden wird. Die Broschüre mit dem Titel „Nanotechnologie in der Natur -  Bionik im Betrieb-erscheint zum Auftakt der Veranstaltungsreihe „Bionik im Betrieb“. Darin werden Praxisbeispiele mit Bezug zu Hessen dargestellt, die Vorbildcharakter für weitere Firmen haben können. Zudem gibt es Informationen zu Bionik-Akteuren und Netzwerken auf nationaler und internationaler Ebene (zur Broschüre: hier klicken).

Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

• Freiberg: Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologien startet
• Sex mit anderen Frühmenschen wappnete unser Immunsystem
• Fünf Chemikalien im Visier von Biofahndern
• BIORES-Netzwerk zur Nutzung biologischer Reststoffe gestartet
• Verbessertes Lungenmodell in der Kulturschale

BIORES-Netzwerk zur Nutzung biologischer Reststoffe gestartet

Ein Netzwerk aus Verbänden und Unternehmen will die Entwicklung von neuen Technologien und Verfahren zur Nutzung biologischer Reststoffe fördern.

Das „BIORES-Netzwerk“ wird vom ttz Bremerhaven koordiniert und innerhalb der Förderinitiative ZIM-NEMO des Bundeswirtschaftsministeriums gefördert.

Biogene Reststoffe aus der Landwirtschaft, Nebenprodukte der Lebensmittelherstellung oder „biologische“ Abfälle von Kommunen fallen in Deutschland in großen Mengen an. Das Material bleibt bisher zum großen Teil ungenutzt und verursachen hohe Entsorgungskosten. Um bislang ungenutzte biogene Stoffströme verwertbar zu machen, sollen im  Netzwerk BIORES Produkte und Verfahren für die stoffliche und energetische Nutzung entwickelt werden.

Rasen ist ein möglicher Wertstoff für die stoffliche oder energetische Nutzung.Quelle: ttz Bremerhaven

In einem ersten Schritt werden in Leuchtturmprojekten Modelltechnologien und -verfahren entwickelt, deren Rentabilität in Wirtschaftlichkeitsanalysen geprüft wird. Die Modellstandorte sind über das gesamte Bundesgebiet verteilt. Im Bereich Entsorgung wird die Nehlsen AG in Bremen einen Recyclingpark bereitstellen. Die Optimierung landwirtschaftlicher Reststoffströme wird in Niedersachsen beim Abwasserverband Braunschweig sowie in Bayern im Landkreis Rhön-Grabfeld untersucht. Ein Leuchtturmprojekt aus der Lebensmittelwirtschaft wird noch ausgewählt.
Aus den vermeintlichen „Reststoffen“ sollen zum Beispiel Verpackungsmaterialien, Baustoffe, Grund- oder Feinchemikalien, Dünger oder Futtermittel entstehen. Denkbar ist auch die Verarbeitung zu Pellets, Alkohol oder energetisch nutzbaren Gasen. Die Projektpartner entstammen der gesamten Wertschöpfungskette der Reststoffverwertung: der Abwasserverband Braunschweig, Agrokraft GmbH, bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V., florafuel AG, Herlt EnergieSysteme, N-Zyme BioTec GmbH, Nehlsen und Martin Braun Backmittel und Essenzen KG, Phytolutions GmbH sowie die Pusch AG.  

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• Verbessertes Lungenmodell in der Kulturschale

Verbessertes Lungenmodell in der Kulturschale

Forscher der Helmholtz-Gemeinschaft aus Saarbrücken und Braunschweig haben ein neues Gewebemodell entwickelt, an dem sich besser studieren lässt, wie Krankheitserreger Lungenzellen infizieren.

Desweiteren eignet sich das Lungenzellmodell auch für Wirkstofftests. Das Projekt, an dem sich Wissenschaftler des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) und seiner Saarbrücker Außenstelle, des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), beteiligen, soll künftig Versuche an Tieren ersetzen. Die Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch (ZEBET) am Bundesinstitut für Risikobewertung fördert fortan das Projekt mit dem Titel „Konditionale Immortalisierung alveolarer Epithelzellen (CILIA)“ für die Dauer von drei Jahren. „Unser Vorhaben ist es, Zellen aus der tiefen Lunge von Mäusen unsterblich zu machen und als Modell zu etablieren“, sagt Nicole Daum vom HIPS. „An diesen Epithelzellen können wir dann untersuchen, wie zum Beispiel Grippeviren die Lungenbarriere überwinden.“ In der Abteilung Wirkstoff-Transport erforschen die Wissenschaftler unter der Leitung von Claus-Michael Lehr die Eigenschaften biologischer Barrieren wie der Lunge, des Darms und der Haut. „An unsterblichen Lungenzellen könnten wir auch neue Wirkstoffe testen, da das Modell die Mäuselunge nachahmt und so Versuche an den Tieren teilweise ersetzen kann“, erklärt Daum.

Damit ein Arzneimittel auch an den Ort der Wirkung gelangen kann, muss es in der Lage sein, die Gewebebarrieren zu überwinden. Zellen unsterblich zu machen und zur Teilung anzuregen ist ein bewährtes Verfahren. Dazu infizieren die Forscher sie zunächst mit Viren, in die sie bestimmte Gene eingebaut haben. Die Viren übernehmen dann die restliche Arbeit: Sie fügen die Gene stabil in das Erbmaterial der Zellen ein und regen dadurch die Zellen zur Teilung an. Bisher führte dieses Verfahren bei Epithelzellen, die beispielsweise die Lungenbläschen auskleiden, allerdings immer zum Verlust der Barriere-typischen Eigenschaften. Untersuchungen am lebenden Tier waren daher bislang unumgänglich. „Mit einem anderen Zelltyp ist es uns nun gelungen, ein kontrolliertes Wachstum anzuregen, ohne die Eigenschaften der Zellen zu verändern“, sagt Dagmar Wirth vom HZI. Das Besondere an diesem Modell: Neben dem Gen für die fortwährende Teilung enthält es auch einen molekularen An- und Ausschalter. „Wir regen die Zellteilung nur bei Bedarf an. “Auf lange Sicht ist dies ein wichtiger Schritt zur „künstlichen Lunge“ in der Zellkultur.

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