Systembiotechnologische Ansätze zur Prozessentwicklung: Fid-Bau Portal

Systembiotechnologische Ansätze zur Prozessentwicklung

Deckwer, W.‐D. / Hempel, D. C. / Zeng, A.‐P. / Jahn, D.

10.1002/cite.200500156.abs

Mit Hilfe der Bioinformatik kann aus dem Genom eines Mikroorganismus das potenzielle metabolische Netzwerk rekonstruiert werden. Netzwerke stellen die eigentliche Basis der Systembiologie bzw. Systembiotechnologie dar. Für eine Systembiotechnologie, die auf Prozesse und Produkte fokussiert ist, müssen die potenziellen Netzwerke in geeigneter Weise funktionalisiert, d. h. der Phänotyp ermittelt werden, der optimale Prozesse bzw. Produkte und Produktivitäten liefert. Die Funktionalität der genregulatorischen und metabolischen Netzwerke wird durch die „Omics”︁‐Techniken abgefragt. Da die Funktionalität vom Environom abhängt, ist es erforderlich, diese Techniken in koordinierter Weise möglichst simultan anzuwenden. Das Fluxom (Flussverteilung der zentralen Stoffwechselwege) erfordert derzeit besonderes Interesse, das sowohl unter Variation genetischer Eigenschaften (Metabolic Engineering) als auch Änderungen des Environoms zu ermitteln ist. Im Rahmen einer im SFB 578 „Vom Gen zum Produkt”︁ angestrebten prozessorientierten Systembiotechnologie stellen sich für den Verfahrenstechniker vielfache Aufgaben, die nur in Kooperation mit Molekularbiologen und Bioinformatikern zu lösen sind. Dazu gehört neben der Bereitstellung definierter, reproduzierbarer Kultivierungsverfahren in hochinstrumentierten Bioreaktoren die Erfassung kinetischer Zusammenhänge in Abhängigkeit vom Environom sowie von Netzwerksimulationen. Die Erkennung des Effekts ingenieurtypischer Parameter auf die Funktionalität der Netzwerke steht jedoch erst am Anfang.