{"id":52186,"date":"2026-10-23T12:46:53","date_gmt":"2026-10-23T10:46:53","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20021-731\/"},"modified":"2026-10-23T12:46:54","modified_gmt":"2026-10-23T10:46:54","slug":"20021-731","status":"publish","type":"promotionsstipendium","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/promotionsstipendium\/20021-731\/","title":{"rendered":"Generierung eines neuen exoelektrogenen Bakteriums durch Expression des Elektronentransferweges der Eisenreduktion von Acidithiobacillus ferrooxidans"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align:justify;\">Mikrobielle Brennstoffzellen (MBZ) k\u00c3\u00b6nnen einen Beitrag zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Stromerzeugung leisten. In MBZs wird biologisch abbaubares Material durch Mikroorganismen oxidiert und die dadurch freigesetzten Elektronen zur Stromerzeugung genutzt. Der so erzeugte Strom kann in verschiedensten Bereichen und Anlagen genutzt werden, zum Beispiel in Kl\u00c3\u00a4ranlagen, zur autonomen Stromerzeugung in Robotern oder an entlegenen Orten, in der Biosensorik und im Bereich Biocomputing. Damit Mikroorganismen in MBZs genutzt werden k\u00c3\u00b6nnen, m\u00c3\u00bcssen sie in der Lage sein, Elektronen exozellul\u00c3\u00a4r an eine Elektrode zu transferieren. Bislang wurden die meisten MBZs mit nat\u00c3\u00bcrlichen exoelektrogenen Organismen betrieben, zum Beispiel <em>Shewanella oneidensis<\/em> oder <em>Geobacter sulfurreducens<\/em>. Die erreichten Strom- und Leistungsdichten fallen aber bisher hinter den theoretisch m\u00c3\u00b6glichen zur\u00c3\u00bcck. In der Literatur werden deshalb vor allem alternative Elektrodenmaterialien und Zellen erforscht, aber wenig auf das bei weitem nicht voll ausgesch\u00c3\u00b6pfte Potenzial der Mikroorganismen eingegangen. Durch genetische Ver\u00c3\u00a4nderungen kann die Leistung der Organismen gesteigert werden, indem neue exoelektrogene Mikroorganismen und\/oder neue Elektronentransferwege mit verbesserten Eigenschaften erzeugt werden. Ziel dieses Projekts ist deshalb, ein neues exoelektrogenes Bakterium zu erzeugen, welches den Elektronentransferweg der Eisenreduktion aus <em>Acidithiobacillus ferrooxidans<\/em> nutzt. Dieser Transferweg besteht aus drei c-Typ Cytochromen und dem Kupfer-Redoxprotein Rusticyanin und soll im gentechnischen Modellorganismus <em>Escherichia coli<\/em> und\/oder <em>Vibrio natriegens<\/em> exprimiert werden. Der Elektronentransferweg von <em>At. ferrooxidans<\/em> bietet den Vorteil, dass dieser nur auf der direkten \u00c3\u0153bertragung von Elektronen auf eine Elektrode durch \u00c3\u00a4u\u00c3\u0178ere Membranproteine beruht, was in dem neu erzeugten exoelektrogenen Bakterium ebenfalls der Fall sein wird.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Die in diesem Projekt generierten exoelektrogenen Bakterien sollen als Proof of Principle die M\u00c3\u00b6glichkeiten der Optimierung von Bakterien hinsichtlich des exozellul\u00c3\u00a4ren Elektronentransfers erweitern und zu einem besseren Verst\u00c3\u00a4ndnis von exozellul\u00c3\u00a4ren Elektronentransferwegen beitragen. Da die M\u00c3\u00b6glichkeiten der Gentechnik st\u00c3\u00a4ndig und immer schneller erweitert werden, k\u00c3\u00b6nnen die w\u00c3\u00a4hrend diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse auf neu erschlossene Wirte mit weiteren n\u00c3\u00bctzlichen metabolischen Funktionen \u00c3\u00bcbertragen oder zur Konstruktion von vollkommen neuen hybriden Elektronentransferwegen genutzt werden. Somit k\u00c3\u00b6nnen die Stromerzeugung und Einsatzm\u00c3\u00b6glichkeiten von MBZs zur umweltfreundlicheren Energieerzeugung, Biosensorik und Biocomputing verbessert und erweitert werden.\u00c2\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mikrobielle Brennstoffzellen (MBZ) k\u00c3\u00b6nnen einen Beitrag zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Stromerzeugung leisten. In MBZs wird biologisch abbaubares Material durch Mikroorganismen oxidiert und die dadurch freigesetzten Elektronen zur Stromerzeugung genutzt. 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