Promotionsstipendium: Marie Eberwein

Um Chemikaliensynthesen nach den Prinzipien der zirkulären Ökonomie zu gestalten, ist es wichtig, auf nachwachsende Rohstoffe zurückzugreifen und den Einsatz erneuerbarer Energien bei den Produktionsprozessen zu fördern. Die Circular Economy muss dabei sowohl „innere“ Kreisläufe betrachten, die eine lange und effiziente Nutzung von Produkten ermöglichen, als auch „äußere“ Kreisläufe neu ausrichten, wenn eine Wiederverwendung von Produkten nicht möglich ist. Aktuell erfolgt der Großteil der Chemikaliensynthesen auf Erdölbasis durch lineare Produktionsverfahren, bei denen fossile Energieträger gleichzeitig als Energiequelle und chemische Grundstoffe verwendet werden. Solange für chemische Synthesen auf fossile Ressourcen zurückgegriffen wird, bleibt die Kreislaufwirtschaft unerreichbar. Im Rahmen meines Projektes möchte ich ein technisches Konzept vorstellen, wie mit regenerierbarem Strom Chemikalien, im Sinne einer zirkulären Wirtschaft der „äußeren“ Kreisläufe, aus ihren anorganischen Bestandteilen mit Hilfe von mikrobiellen Produktionsstämmen synthetisiert werden können. Ein rekombinant-produzierter mikrobieller Atmungskomplex kann dabei als Antrieb für eine mikrobielle Fabrik genutzt werden und den Produktionsstamm mit der für Synthesen benötigten Energie versorgen. Das Hauptziel meiner Arbeit wird darin bestehen, einen geeigneten Atmungskomplex, der von außen für Elektroden zugänglich ist und mit Elektronen aus nachhaltigem Strom betrieben werden kann, in grampositiven Produktionsstämmen, wie Bacillus subtilis oder Bacillus megaterium, die anschließend als Chassis zur nachhaltigen Produktion von Chemikalien eingesetzt werden können, funktional heterolog zu produzieren.