Das Projekt "ERA-IB7 - OBAC: Überwindung energetischer Barrieren bei der acetogenen Umsetzung von CO2, Teilprojekt Uni Frankfurt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissen, Lehrstuhl Molekulare Mikrobiologie und Bioenergetik.
Das Projekt "ERA-IB7 - OBAC: Überwindung energetischer Barrieren bei der acetogenen Umsetzung von CO2, ERA-IB7 - OBAC: Überwindung energetischer Barrieren bei der acetogenen Umsetzung von CO2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Göttingen, Institut für Mikrobiologie und Genetik - Genomische und Angewandte Mikrobiologie.Die Verwendung von CO2 als Rohstoff für die nachhaltige Produktion von Treibstoffen und Basischemikalien stellt eine umweltfreundliche Alternative zur Nutzung von energie- und kohlenstoffreichen Abfallgasen aus der Industrie dar und bietet die Möglichkeit, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Für die Entwicklung von entsprechenden nachhaltigen Prozessen sind acetogene Bakterien besonders vielversprechend, da sie unabhängig von Licht und Sauerstoff die Energieträger H2 oder CO oder eine Mischung beider (Synthesegase) verwenden, um CO2 in höherwertige Produkte umzuwandeln. Hauptziel von OBAC ist es, energetische Barrieren acetogener Bakterien zu überwinden. Hierzu sollen wichtige Vertreter genetisch so verändert werden, dass sie mehr Energie generieren und somit die Produktionsleistung gesteigert wird. Darüber hinaus wird eine Erweiterung der Produktpalette bzgl. industriell relevanter Verbindungen angestrebt. Ein Ziel dieses Teilvorhabens ist es, die genetische Basis zur Erzeugung von Produktionsstämmen durch Genomsequenzierungen eines breiten Spektrums von acetogenen Bakterien zu erweitern. In Kombination mit Transkriptionsanalysen sollen neue Angriffspunkte zur Stammoptimierung und Erweiterung der Produktpalette mittels 'metabolic engineering' identifiziert werden. Diverse acetogene Bakterien sollen sequenziert und auf besondere Genkassetten für die Energiekonservierung untersucht werden, die für rekombinante Produktionsstämme relevant sein könnten. Diese rekombinanten Stämme werden ebenfalls sequenziert und validiert. Transkriptionsanalysen werden allen Verbundpartnern bei der Identifizierung von solchen Genen und Stoffwechselwegen dienen, die auf veränderte Wachstumsbedingungen, insbesondere auf den Einsatz der Gase des Industriepartners Arcelor reagieren. Der Fokus wird dabei auf den rekombinanten Stämmen bzw. Produktionsstämmen sowie den Untersuchungen des Expressionsniveaus von Genen mit Relevanz für die Acetonproduktion liegen.
Das Projekt "Sekundäre Gärungen^Erfassung des hydrolytischen Potentials von Biogasanlagen^Erfassung der hydrogenotrophen und methylotrophen Methanbildungskapazität in Biogasanlagen^BioPara^Analyse der prokaryotischen Populationsdynamik und Expressionsmuster in Biogasanlagen^Acidogenese durch fermentative Bakterien und anaerobe Pilze sowie Abundanzen methanotropher Organismen in Biogasreaktoren^Populationsbestimmung und Analyse der acetogenen Bakterien in Biogasanlagen^Statistische Analyse multipler Datensätze zur Identifikation von Engpässen und Entwicklung neuer Konzepte für die Optimierung von Biogasprozessen, Biochemie und Quantifizierung der Essigsäure-Konversion in Biogasanlagen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bonn, Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie.Vorhandensziel: Neue Methoden zur Populationsgröße deuten an, dass der Anteil der acetoklastischen Methanproduzenten an der Organismengemeinschaft von methanogenen Archaea in der Biogasanlage gering ist. Es ist jedoch anzumerken, dass Acetat neben CO2 und H2 das Hauptprodukt der Umsetzung der Acidogenese und der Acetogenese ist. Also muss Acetat verstoffwechselt werden, damit der Gesamtprozess nicht zusammenbricht. Es wird diskutiert, dass acetogene Bakterien in der Biogasanlage einen Teil des Acetats syntroph zu CO2 und H2 oxidieren, was aber aus thermodynamischen Gründen höchst unwahrscheinlich ist. Das geplante Forschungsprojekt soll daher eine Erklärung liefern, wie Acetat in mesophilen Biogasanlagen tatsächlich umgesetzt wird. Zudem wird postuliert, dass die Acetogenese und die Methanogenese gewöhnlich den Flaschenhals der Biogasproduktion darstellen. Somit spielt die Umsetzung von Acetat eine entscheidende Rolle für die Gesamt-Produktivität einer Biogasanlage. Hier sollen Ansätze gefunden werden, um die Effizienz von Biogasanlagen zu steigern. Arbeitsplanung: 1) Biochemische Charakterisierung der Acetat-Umsetzung durch 'in situ' Analyse in Proben von Biogasanlagen. 2) Analyse des Metabolismus von acetoklastischen Methanogenen in Biogasanlagen. 3) Quantifizierung des Enzymgehalts von Schlüsselenzyme des Acetatabbaus 4) Quantifizierung der Expression von Genen der Schlüsselenzyme. 5) Charakterisierung von neuen Spezies, die in der Acetat-Umsetzung involviert sind.