Weiße Biotechnologie

Die weiße Biotechnologie ist ein Teilgebiet der Biotechnologie, sie wird auch industrieller Teil der Biotechnologie genannt. Sie setzt sich mit dem Einsatz von Biotechnologischen Methoden und Verfahren in der Industrie auseinander.

Unterschiedliche Zweige

In der weißen Biotechnologie finden Verfahren aus der Biochemie und der Biologie Anwendung. So werden zum Beispiel Mikroorganismen eingesetzt, aber auch Enzyme und Proteine um einen Stoff zu gewinnen. Da zuletzt große Fortschritte in der Entwicklung von biotechnologischen Methoden und Anwendungen gemacht wurden sagt man diesem Industriezweig eine große Zukunft voraus. Einige Bereiche die in der weißen Biotechnologie wichtig sind, werden hier kurz dargestellt:
Ein Bereich der weißen Biotechnologie beschäftigt sich mit der Optimierung von Produktionsverfahren, zum Beispiel für Grund- und Feinchemikalien, diese können alternativ zu aufwendigen chemischen Synthesen auch über Biochemische oder Biologische Mechanismen hergestellt werden. So ist es beispielweise möglich viele Grundchemikalien der chemischen Industrie mittels Mikroorganismen wie Escherichia Coli und anderen zu produzieren, ganz ohne chemische Synthese und giftige Nebenprodukte.

Kostenreduzierung

Dies ist ein weiterer wichtiger Bereich für die weiße Biotechnologie. Die Reduzierung von Entsorgungskosten, durch die Reduktion der Nebenprodukte, wie gerade bereits beschrieben. Ein weiteres Ziel das die weiße Biotechnologie verfolgt ist die Reduzierung der Rohstoffabhängigkeit. Mittels Biotechnologie ist es möglich sehr ertragsreich Biomasse herzustellen, indem man Pflanzen oder Mikroorganismen so umprogrammiert, das sie viel mehr wachsen oder sich teilen, als es für diese eigentlich normal wäre. So fällt in relativ kurzer Zeit viel Biomasse an. Und diese Biomasse kann, im Gegensatz zu den fossilen Brennstoffen die früher oder später ausgehen werden beliebig oft Produziert werden, wird die Biomasseproduktion immer möglich sein. Biomasse hat noch einen Vorteil gegenüber den fossilen Brennstoffen. Beim Verbrennen wird nur das CO2 frei, das zuvor auch gebunden wurde. Es entsteht also Netto kein CO2 bei der Energiegewinnung durch das Verbrennen von Biomasse.

Bakterien manipulieren

Da die Produktion von Biomasse dazu noch relativ günstig ist, im Vergleich zu der relativ aufwendigen Förderung von Öl zum Beispiel, können so die Kosten der Energieproduktion deutlich gesenkt werden.
Als letztes hier aufgeführtes Ziel das die weiße Biotechnologie verfolgt, gilt die Entwicklung und Produktion von neuen Produkten. So wird an der Veränderung von Bakterien-Genomen gearbeitet um diese so zu verändern das sie spezielle Chemikalien produzieren können. All diese Ziele zeigen, dass die weiße Biotechnologie ein sehr zukunftsträchtiger Zweig der insgesamt sehr erfolgreichen Biotechnologie ist. Dieser Industriebereich wird für uns alle in Zukunft wichtig sein, da uns vor allem die fossilen Grundstoffe früher oder später ausgehen werden.

Foto: Alexander Raths – Fotolia.com

mehr

Rote Biotechnologie

Die rote Biotechnologie ist der allgemeine Überbegriff für die Erforschung und die Verbesserung von medizinischen Therapien und Diagnosetechniken. Der Begriff rot steht in diesem Zusammenhang für die Farbe des Blutes. Diese immer wichtiger werdende Wissenschaft konzentriert sich zunehmend auf die Gentechnik. Die Forschung befasst sich dabei zu einem gewichtigen Anteil mit unheilbaren oder nur als begrenzt behandelbar geltenden Krankheiten.

Die Geburtsstunde

Quasi als Geburtsstunde, der roten Biotechnologie gilt, die Möglichkeit zu mikroskopieren. Damit wurde die Entdeckung der Mikroben und damit vieler Krankheitserreger möglich gemacht. Ein weiterer wichtiger Eckpfeiler ist die Erfolgsgeschichte der Antibiotika nach der Entdeckung des Penicillins im Jahre 1928 durch Alexander Fleming. Und mit der Darstellung der Struktur des Gens, der Doppelhelix, war der Grundstein für die heutige Gentechnik gelegt. Das Bestreben der roten Biotechnologie geht dahin, durch das Einschleusen und eventuelle Austauschen von Genen bzw. Genanteilen, direkt im Erbgut des Menschen Erkrankungen zu verhindern und zu heilen.

Teilgebiete

Besonders populär sind die Anwendungsgebiete der roten Biotechnologie in der Kriminaltechnik um verdächtige Personen zu identifizieren. Der DNA-Test, der mittels einer einfachen Speichelprobe ausführbar ist, hat den früher gebräuchlichen Fingerabdruck fast schon ersetzt. Väter, die ihre Vaterschaft eindeutig bewiesen haben wollen, können genauso einen Gentest fordern. Ein Vaterschaftstest ist ein unbestechliches Verfahren, um nachweisen zu können, wer der Erzeuger des Kindes ist. Ein wichtiges Teilgebiet ist die Möglichkeit bereits in der Schwangerschaft das kindliche Erbgut entschlüsseln zu können. Mögliche bestehende Schäden können so frühzeitig erkannt werden. Je früher die Therapie eingesetzt werden kann, desto besser sind die Chancen für das Kind auf ein normales Leben. Es gibt bereits erste Therapien, entweder operativ oder medikamentös, die direkt in der Schwangerschaft am Kind gemacht werden können.

Krebstherapie

Ein weiteres großes Betätigungsfeld der roten Biotechnologie ist die Krebstherapie. Aktuell sucht man nach Verfahren, die die Entwicklung eines Medikaments zum Ziel haben, die die erkrankten Zellen angreifen und vernichten. Das gesunde umliegende Gewebe soll erhalten bleiben und so der Kranke nicht unnötig belastet werden. Es lässt sich mittlerweile auch die Aggressivität der Krebszellen bestimmten. So gibt es im Bereich der Frauenheilkunde bereits Therapien, die nur bei bestimmten genetischen Konstellationen der Krebszellen eingesetzt werden, um nicht unnötig alle Erkrankten den Nebenwirkungen und Belastungen einer Therapie mit Chemotherapeutika auszusetzen. Genauso wird versucht, über gentechnisch veränderte Impfstoffe gegen Krankheiten wie zum Beispiel HIV zu entwickeln. Auch weit verbreitete Krankheiten wie Malaria oder andere, bis jetzt unheilbare, Tropenkrankheiten könnten so dezimiert werden. Die Diskussionen um die Gentherapie mögen kontrovers sein. Fest steht, dass bereits jetzt die Umsetzung der Forschungsergebnisse der roten Biotechnologie aus der heutigen Welt nicht mehr wegzudenken ist.

Foto: Gernot Krautberger – Fotolia.com

mehr

Grüne Biotechnologie

Die grüne Biotechnologie ist ein Teilgebiet der Biotechnologie, das sich mit den Pflanzen auseinander setzt. Die Biotechnologie ist eine Wissenschaft, die sich mit dem Einsatz von Biologischen Systemen in technischen Anwendungen auseinander setzt.

Vorgehensweise

Die grüne Biotechnologie nutzt Pflanzen oder Teile von Pflanzen bis hin zu Pflanzen Zellen, um dadurch technische Prozesse oder industrielle Verfahren zu verbessern oder ganz neu zu erfinden. So ist es inzwischen möglich chemische Substanzen für die vorher aufwendige chemische Synthesen notwendig waren, mit Hilfe der grünen Biotechnologie aus Kulturen von Pflanzenzellen herzustellen. Der Vorteil bei dieser Art von Stoffherstellung ist, dass die Pflanzenzellen dabei nicht verbraucht werden und dass dies unter sehr milden Bedingungen stattfinden kann. Im Klartext bedeutet dies das man keine hohen Drücke wirken lassen muss oder bei besonders hohen Temperaturen mit eventuell giftigen Chemikalien arbeiten muss. Dies wirkt sich wieder positiv auf die Produktionskosten aus, die bei solch milden Bedingungen auch niedrig bleiben.

Pflanzen resistenter machen

Genauso wichtig ist aber auch das verbessern von Nutzpflanzen um diese beispielsweise resistenter gegen Krankheiten oder Trockenheit zu machen. So ist es auch möglich das Nutzpflanzen weniger Wasser benötigen oder weniger gedüngt werden müssen, was den Unterhalt der Pflanzen und deren sichere Versorgung erleichtert. Ebenso ist es möglich die Pflanzen in Gebieten anzubauen in denen man sich dies sonst nicht vorstellen könnte. Des Weiteren kann man die Früchte einer Pflanze nahrhafter machen, und so den Ertrag einer jeden Pflanze zu erhöhen. Weitere Ziele sind unter anderem die Verringerung der CO2 Emission, die Verringerung der Korrosion des Bodens, die Bekämpfung von Umweltverschmutzungen, die Produktion von nachhaltigen Produkten und Nahrungsmitteln und die nachhaltige Energieversorgung durch Biomasse. Um diese Ziele zu erreichen bedient sich die grüne Biotechnologie den verschiedensten Naturwissenschaften um ihr Ziel zu erreichen.

Anwendungsgebiete

Diese Wissenschaften sind die Biochemie, Mikrobiologie, Systembiologie, Molekularbiologie und die Verfahrenstechnik. Das Zusammenspiel dieser verschiedenen Wissenschaften ermöglicht überhaupt erst die grüne Biotechnologie in all ihrer Komplexität. Ein Beispiel für die Anwendung der grünen Biotechnologie ist hier gezeigt:
So ist es zum Beispiel möglich den Geschmack von verschiedenen Früchten auf andere zu übertragen oder gar den Wasserverbrauch eines Kaktus auf eine von der Agrarindustrie brauchbare Pflanze zu übertragen. So ist es gelungen den Geschmack von Tomaten auf Bananen zu übertragen und anders herum. Die grüne Biotechnologie ein zukunftsträchtiger Industriezweig, der die Lebensqualität von vielen Menschen verbessern kann.

Foto: Daniel Fuhr – Fotolia

mehr