Biotechnologische Anwendung von Mikroorganismen
Extremophile Mikroorganismen wachsen in Habitaten, die durch extreme Umweltbedingungen gekennzeichnet sind. Im Laufe der Evolution entwickelten die extremophilen Organismen entsprechende Anpassungsstrategien, um unter widrigsten Lebensbedinungen, wie hohe Salinität mit bis zu 25 % , hohen Temperaturen über 100 °C zu überleben.Für die Adaptation haben diese Organismen verschiedene Strategien entwickelt. Ihre Enzyme und die Stoffe, die diese Organismen produzieren, sind oft von praktischer Bedeutung, und können industriell benutzt sein. Bei der Firma bitop AG, wo ich mein Praktikum gemacht habe, wurde ein Escherichia coli Stamm evaluiert, um cDPG (cyclo-2,3-Diphosphoglycerat) zu produzieren. cDPG ist ein kompatibles Solut in thermophilen Archaeastämmen. Kompatible Solute sind niedermolekulare Substanzen die als Antwort auf nicht optimale Umweltbedingungen intrazellulär akkumulieren, wirken als Osmolyte und haben eine Schutzfunktion für Proteine und DNA gegen Thermo-Inaktivierung. Anfangs habe ich cDPG Produktion durch diesen Stamm in Schüttelkolben und Fermenter untersucht. Ich habe gezeigt, dass der Stamm nicht effizient genug war, damit wurden nur geringe cDPG Mengen produziert. Darauf hin, ein neuer Stamm sollte entwickelt werden.Einige fremde Gene, stammen aus dem Archaeastamm Methanothermus fervidus sind unabkümmlich in Escherichia coli für cDPG Produktion. Sie wurden erstmal aus dem vorherigen alten E.coli Stamm gewonnen. Danach wurden sie mittels genetische-molekularbiologische Methoden in einen anderen E. coli Stamm eingefügt.Weil dieser Stamm nur geringe cDPG Menge produzieren konnte, wurde ein anderer Escherichia coli Stamm entwickelt. Sobald der neue Stamm fertig konstruiert ist, folgen die Experimente, um seine Aktivität zu ermitteln, wie viel cDPG der Stamm produzieren kann.