{"id":52186,"date":"2026-02-11T10:46:41","date_gmt":"2026-02-11T09:46:41","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20021-731\/"},"modified":"2026-02-11T10:46:44","modified_gmt":"2026-02-11T09:46:44","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\u00f6nnen 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\u00e4ranlagen, zur autonomen Stromerzeugung in Robotern oder an entlegenen Orten, in der Biosensorik und im Bereich Biocomputing. Damit Mikroorganismen in MBZs genutzt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie in der Lage sein, Elektronen exozellul\u00e4r an eine Elektrode zu transferieren. Bislang wurden die meisten MBZs mit nat\u00fcrlichen 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\u00f6glichen zur\u00fcck. In der Literatur werden deshalb vor allem alternative Elektrodenmaterialien und Zellen erforscht, aber wenig auf das bei weitem nicht voll ausgesch\u00f6pfte Potenzial der Mikroorganismen eingegangen. Durch genetische Ver\u00e4nderungen 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 \u00dcbertragung von Elektronen auf eine Elektrode durch \u00e4u\u00dfere 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\u00f6glichkeiten der Optimierung von Bakterien hinsichtlich des exozellul\u00e4ren Elektronentransfers erweitern und zu einem besseren Verst\u00e4ndnis von exozellul\u00e4ren Elektronentransferwegen beitragen. Da die M\u00f6glichkeiten der Gentechnik st\u00e4ndig und immer schneller erweitert werden, k\u00f6nnen die w\u00e4hrend diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse auf neu erschlossene Wirte mit weiteren n\u00fctzlichen metabolischen Funktionen \u00fcbertragen oder zur Konstruktion von vollkommen neuen hybriden Elektronentransferwegen genutzt werden. Somit k\u00f6nnen die Stromerzeugung und Einsatzm\u00f6glichkeiten von MBZs zur umweltfreundlicheren Energieerzeugung, Biosensorik und Biocomputing verbessert und erweitert werden.\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mikrobielle Brennstoffzellen (MBZ) k\u00f6nnen 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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