Description: Heutige biologische und einstellbare Leuchtmittel, die lebende Bausteine integrieren, sind im Wesentlichen auf Zellen beschränkt, die Biochemilumineszenz mit begrenzter Stabilität und Lichtausbeute nutzen (d. h. einige Tage bei Lichtausbeuten <5 lm/W). Tatsächlich gibt es keine Beispiele für lebende Leuchtmittel, die Photonenumwandlungssysteme zur Manipulation von Licht nutzen. Wir haben kürzlich eine neue Methode zur Herstellung lebender Farbfiltern mit Vibrio natriegens entwickelt. Dieses Bakterium weist (I) ein vielversprechendes Potenzial für die Biotechnologie mit einer außerordentlich hohen Wachstums- und Substratverbrauchsrate, (II) einen bereits sehr guten Ertrag bei der Expression hochwertiger fluoreszierender Proteine (FP) und (III) eine vielversprechende Kompatibilität mit Matrizen, die für Leuchtmittel von großem Interesse sind, auf. Tatsächlich haben vorläufige Experimente Leuchtmittel erzeugt die eine bessere Leistung aufweisen als diejenigen die mit denselben FP in Referenzmatrizen hergestellt wurden. Die aktuellen Hindernisse hängen mit dem Mangel an grundlegendem Wissen zusammen, um (I) die Expression beliebiger FP erfolgreich zu optimieren, (II) die Widerstandsfähigkeit und Kompatibilität in den Matrizen zu verbessern, (III) eine Anpassungsfähigkeit an externe Reize einzuführen und (IV) die besten Leuchtmittelarchitekturen und Betriebsarten zur Maximierung der Leuchtmittelleistung zu erstellen. Das ENABLED-Projekt wird all diese offenen Fragen bearbeiten und dabei die Disziplinen Metabolic Engineering, Synthetische Biologie, Materialwissenschaft und Biooptoelektronik miteinander verbinden. ENABLED wird insbesondere grundlegende Konstruktionsregeln für die Entwicklung von V. natriegens-Stämmen mit (I) optimierter flexibler Einzel- und Doppelemission, (II) verbesserter Widerstandsfähigkeit in Farbfiltern, um ihre Wiederverwertbarkeit nach der Verwendung in Leuchtmitteln zu ermöglichen, und (III) einer Anpassungsfähigkeit an die Temperatur in Farbfiltern, um die Zellregeneration nach der Verwendung in den Leuchtmitteln zu ermöglichen. Dies wird es uns ermöglichen, eine neue Familie von Regenbogen- und weißen Bakterien-Hybrid-Leuchtdioden einzuführen, die bislang nicht zur Verfügung stehen.
Types:
SupportProgram
Tags:
Leuchtdiode
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Biobasierte Materialien
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Lampe
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Lack
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Biopharmazeutikum
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Resistenz
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Temperatur
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Bakterien
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Anpassungsfähigkeit
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Biotechnologie
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Recyclingfähigkeit
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Pflanzensamen
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Synthetische Biologie
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Region:
Bayern
Bayern
Bounding boxes:
8.976365399999999° .. 13.8396495° x 47.2701114° .. 50.5647142°
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License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0
Language: Deutsch
Organisations
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Technische Universität München, Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit, Lehrstuhl für Mikrobielle Biotechnologie (Projektverantwortung)
-
Technische Universität München, TUM Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit, Lehrstuhl für Biogene Funktionswerkstoffe (Projektverantwortung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
Last harvest: 11.09.2026 00:15
Time ranges:
2024-01-01 - 2026-09-29
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: Engineering adaptive Vibrio natriegens strains for bacteria-hybrid light-emitting diodes
Description: Today's biological tunable lighting devices integrating living building blocks have been restricted to cells exploiting bio-chemiluminescence with a limited stability and luminous efficiency (i.e., a few days at luminous efficacies <5 lm/W). Indeed, there are no examples of living lighting devices using photon conversion schemes to manipulate light. We have recently developed a new methodology to prepare living color down-converting filters with Vibrio natriegens. This bacteria exhibits i) a promising potential for biotechnology with an extraordinarily rapid growth rate and substrate consumption rate, ii) reasonable success towards expressing highly high-quality fluorescent proteins (FPs), and iii) promising compatibility with matrices of high interest for lighting devices. Indeed, preliminary examples have shown devices with performances superior to those prepared with the same FPs in reference matrices. The current roadblocks are related to the lack of fundamental knowledge to i) successfully optimize the expression of arbitrary FPs, ii) to enhance resilience and compatibility in the matrices, ii) to introduce adaptability functions to external stimuli, and iii) to rationalize best device architectures and operation modes to maximize device performance. ENABLED project will answer all these open questions by merging metabolic engineering, synthetic biology tools, materials science, and bio-optoelectronics disciplines. Specifically, ENABLED will provide fundamental design rules to engineer V. natriegens with i) optimized arbitrary single- and dual-emission, ii) enhanced resilience in color down-converting filters to allow their recyclability after use in lighting devices, and iii) adaptability to temperature in color down-converting filter to allow their regeneration after use in lighting devices. This will allow us to set in a new family of rainbow and white bacteria-hybrid light-emitting diodes that are unknown up to date.
URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140614
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