Hefe als Ersatz für Erdöl: Neuer Hebel zum Schutz des Klimas
Komagataella phaffii ist eine Hefeart, die die Welt verändern kann, weil sie den Klimawandel bekämpft, jedenfalls in einer manipulierten Form. Dann ist sie in der Lage, Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Atmosphäre in Itaconsäure und Milchsäure umzuwandeln. Itaconsäure wird bei der Herstellung von Polyacrylaten (Thermoplaste, die unter anderem in Lacken und Klebstoffen sowie für Superabsorber verwendet werden) und Gummi eingesetzt. Milchsäure ist eine Vorstufe von biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffen und kann Erdöl bei der Herstellung von Polymeren ersetzen.
Klimagas statt Methanol auf der „Speisekarte“
Normalerweise verstoffwechselt Komagataella phaffii, die nach dem japanischen Mikrobiologen Kazuo Komagata benannt ist, Methanol, eine Alkoholart. Einer Arbeitsgruppe um Diethard Mattanovich, Senior Researcher am Austrian Centre of Industrial Biotechnology im österreichischen Graz und Professor am Department für Biotechnologie an der Universität für Bodenkultur Wien, gelang es zunächst, die Hefe so zu modifizieren, dass sie statt Methanol CO2 „verspeist“ und dieses Klimagas umwandelt. Damit sie Sinnvolles produziert fügten die Forscher Gene für die Produktion der beiden Säuren ein.
Ein Isotop lieferte den Beweis
Dass die Hefe tatsächlich CO2 konsumiert bewiesen die Forscher mit dem Kohlenstoff-13-Isotopentest. Diesem stabilen Isotop fehlt gegenüber normalem Kohlenstoff ein Neutron. Es macht etwa 1,1 Prozent des gesamten natürlichen Kohlenstoffs auf der Erde aus. Wird die Hefe ausschließlich diesem Kohlenstoff ausgesetzt, enthalten auch deren biologische Produkte das Isotop und nichts anderes.
Mehr als „nur“ klimaneutral
„Bis zur industriellen Reife müssen wir die Stämme und Prozesse weiter optimieren“, meint Mattanovich. „Im Labormaßstab konnten wir jedoch bereits zeigen, dass man Treibhausgase tatsächlich als Rohstoff für wichtige Chemikalien nutzen kann“, ergänzt Özge Ata, die ebenfalls an beiden Forschungseinrichtungen tätig ist. Anstatt weiter Erdöl als Rohstoff zu nutzen und damit Treibhausgase freizusetzen, kann die neue Technologie Kohlendioxid in langlebige Materialien binden und so der Atmosphäre entziehen. Eine derartige „Carbon Capture and Utilization“ Technologie wäre also nicht nur klimaneutral, sondern tatsächlich ein wirksamer Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels.
