Technologieangebote Biotechnologie



Biohybrid-Katalysatoren in Ganzzell-Systemen für selektive chemische Umsetzungen

Wissenschaftler der RWTH Aachen haben ein neuartiges Ganzzell-basiertes Biohybrid-Katalysator-System entwickelt. Das System ermöglicht auch den Einsatz in organischen Lösungsmitteln oder in der Natur nicht verwendeter Metalle wie Ruthenium (Metathese-Reaktion) und bietet so neuartige, kostengünstige Alternativen.

 

 

Zellfreie Ultra-Hochdurchsatz-Durchmusterungssysteme für das Protein-Engineering

An der RWTH Aachen wurde ein neues Protein-Engineering-Durchmusterungsverfahren entwickelt, das sich zu einem deutlich schnelleren und effizienteren Auffinden von verbesserten Proteinvarianten nutzen lässt. Das Verfahren basiert auf einem innovativen Kompartimentsystem, wodurch erstmals auch humane und toxische Proteine effizient detektiert werden können.

 

 

Innovative method for producing analytical suspension cell lines

Analytical cell-based assays used in diverse applications such as the risk assessment of chemicals and the investigation of stem cell propagation stages, currently employ adherent cell lines. This cell type comes with serious drawbacks. Most importantly, extensive measures are needed for propagation purposes. Intriguingly, scientists at RWTH Aachen University have invented a method of stably growing any analytical (reporter) cell line in suspension. This enables high cell density growth and bulk applications towards tissue engineering, as well as toxicity testing. Furthermore, the method profoundly enhances high-throughput screening efficiency.

 

 

Innovative method of protein production – increasing production yield by more than 50 %

The production of recombinant proteins is a multi-billion dollar industry. In order to lower production costs, companies are very active in developing methods for increasing protein yield. However, current techniques are cumbersome, time consuming and consequently relatively expensive.
An innovative method, invented by a scientist at RWTH Aachen, is now about to close this gap in biotechnology. Briefly, the retention time of any target RNA can be significantly increased, leading to a substantially enhanced protein production. The astonishingly straightforward method can be applied in a wide variety of industry branches in white, red and green biotechnology.

 

 

Hochdurchsatz von Zucker für die mikrobielle Umsetzung in Biosyntheseprodukte

Durch Entkoppelung von Zellwachstumsraten und Produktivität der Biosyntheserouten ermöglicht das neu entwickelte Verfahren und der zugehörige Escherichia-coli-Stamm eine Produktivitätssteigerung um das zwei- bis dreifache. Dies könnte nicht nur für die Pharmaindustrie beispielsweise zur Kapazitätssteigerung von Insulinproduktionsprozessen interessant sein, sondern auch für die biotechnologische Synthese von Bernsteinsäure, deren Bedarf als Baustein von Kunststoffen wie Polyamide oder Polyester auf über 250.000 t pro Jahr geschätzt wird.

 

 

Innovative method for detecting co-occurring histone modifications in a single step using hybrid proteins

Due to the role of epigenetics in a vast array of diseases, the study of epigenetic mechanisms has become one of the most rapidly growing fields of biology.
Amongst others, epigenetic alterations involve post-transcriptional histone modifications (PTMs). Occurring in complex patterns, they form the so-called ‘histone code’. In order to decipher said code and unravel its involvement in disease, the characterization of co-occurring histone modifications is considered to be an important cornerstone.
An innovative method now allows the detection of co-occurring histone modifications in one single step. Contrary to conventional methods, the technique offers much improved sensitivity, is easy to perform and features consistent quality.

 

 

Haltbare ECM-Beschichtung für die Zellkultur durch Funktionalisierung der extrazellulären Matrix

Im Laufe eines gemeinsamen Forschungsprojektes entwickelten Wissenschaftler der Universität Stuttgart und der Universität Konstanz eine ECM (extracellular matrix) mit funktionellen Gruppen (clickECM), die über bioorthogonale Ligationsreaktionen kovalent und damit fest an entsprechend ausgerüstete Oberflächen gebunden wird. Diese feste Anbindung durch die Click-Reaktion sorgt dafür, dass die clickECM-Beschichtung z. B. beim Einsatz auf Zellkulturgefäßen selbst intensivem Waschen standhält. Die Beschichtung ist hochstabil und kann ohne aufwendige Aufreinigungs- und Isolierverfahren kostengünstig hergestellt werden. Die clickECM unterscheidet sich nur durch die eingebrachte funktionelle Gruppe von einer natürlichen ECM.

 

 

Cutting-edge priming agents and innovative candidate compound screening services

Agronostics Aachen will be an innovative agricultural chemistry start-up operating in the growth market of plant defense priming. Primed plants show enhanced resistance to disease and pests, and increased tolerance to abiotic stress. Taking into account that these threats still destroy ~40% of possible crop yield, defense priming provides a unique opportunity to secure best possible yield.

 

 

Biotechnologische Produktion von Roseoflavin und 8-Demethyl-8-amino-riboflavin

Flavinanaloga sind eine Klasse antimikrobieller Verbindungen, die prinzipiell auch als Zytostatika Verwendung finden. Die einzigen bekannten natürlichen Flavinanaloga, die antibiotische Aktivität aufweisen, sind Roseoflavin und dessen direkte Vorstufe 8-Demethyl-8-amino-riboflavin, deren Biosyntheseweg nun durch Wissenschaftler der Hochschule Mannheim geklärt werden konnte. Die Ein-Schritt-Synthese von phosphoryliertem 8-Demethyl-8-amino-riboflavin aus FMN findet an dem jetzt charakterisierten Enzym RosB statt. Durch die Ergebnisse der Forschungsarbeit wird erstmals die biotechnologische Synthese und damit die wirtschaftliche industrielle Produktion von 8-Demethyl-8-amino-riboflavin möglich. Darüber hinaus wiesen die Wissenschaftler nach, dass RosB eine bislang unbekannte Reaktion, nämlich den Austausch einer Methylgruppe gegen eine Aminogruppe, katalysiert. Diese Erkenntnis kann völlig neue Synthesestrategien für Aromaten eröffnen.

 

 

Verbesserung der Riboflavin-Biosynthese mit Bacillus subtilis durch Verwendung des Regulators RibR

Angesichts der stetig steigenden Nachfrage nach Vitamin B2 sind effiziente Verfahren zur Riboflavin-Produktion von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Forschungsergebnisse aus der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Mack vom Institut für Technische Mikrobiologie der Hochschule Mannheim eröffnen neue Möglichkeiten für die Optimierung der Herstellungsverfahren von Riboflavin aus Bacillus-subtilis-basierten Produktionsstämmen. In Laborversuchen konnte eine Steigerung der Riboflavin-Ausbeute um 15 % erreicht werden.

 

 

Chromosomenscreening ohne Anfärben

Forscher der Hochschule Reutlingen entwickelten ein markierungsfreies Verfahren zur Charakterisierung von Metaphasen-Chromosomen. Mit diesem Verfahren und dem zugehörigen Auswertealgorithmus können sowohl die chemischen Eigenschaften der Chromosomen durch Messung der Absorption als auch ihre morphologischen Eigenschaften durch Messung des Streulichts visualisiert werden. Da die Bänder auf den Chromosomen mit hoher Auflösung charakterisiert werden können, ist zur Identifizierung eines Chromosoms keine Färbung notwendig. Die erfindungsgemäße Technik kann in alle bildgebenden Verfahren (z. B. Mikroskope) eingebaut werden.

 

 

Biologische Varroose-Bekämpfung durch Störung des Begattungsverhaltens der Bienen-Milbe Varroa

Wissenschaftler der Universität Hohenheim haben die erste biologische Methode zur Bekämpfung der Varroa-Milbe bei Honigbienen entwickelt. Das Verfahren macht sich die Tatsache zunutze, dass die Milbenweibchen ein Sexualpheromon abgeben, welches das Begattungsverhalten der Milbenmännchen steuert. Nach der Isolierung des Pheromons und der Identifizierung seiner Komponenten war die Feststellung, dass auch einzelne Bestandteile das Begattungsverhalten der Milbenmännchen wirksam beeinflussen, ein weiterer Durchbruch. Derzeit arbeiten die Wissenschaftler in Feldversuchen mit Ölsäure, einer kostengünstigen und lebensmittelrechtlich unbedenklichen Komponente, die durch einfache Sprühapplikation auf die Bienenbrutzellen aufgebracht werden kann.

 

 

Ribosomaler Einbau von Interkalatoren in Peptide und Proteine in lebenden Organismen

An der Universität Konstanz wurde ein neues, sehr selektives Verfahren entwickelt, Modifikationen bei jedweden Proteinen oder Peptiden von lebenden Organismen durch den ribosomalen Einbau von Aminosäuren mit interkalierenden Eigenschaften erzeugen zu können. Die erfindungsgemäße Technologie verwendet gängige Proteinexpressionsmethoden, lediglich die einzubauenden Aminosäuren müssen im Medium vorhanden sein und die zugehörigen Aminoacyl-tRNA-Synthetasen sowie die tRNA co-exprimiert werden. Die Erfindung hat daher erhebliches Potential für die Entwicklung neuer Anwendungen und Produkte in der Pharmaindustrie und Biotechnologie.

 

 

Fluoreszenz-basiertes In-vivo-Screening zur Identifizierung neuartiger antimikrobieller Substanzen

Der hierarchische und genau gesteuerte Entstehungsprozess von Ribosomen in der lebenden Zelle wird als Ribosomenassemblierung bezeichnet und ist vergleichsweise wenig erforscht. In den Augen vieler Experten stellen frühe Prozesse in der Ribosomenentstehung attraktive Ziele für antimikrobielle Wirkstoffe dar. Die systematische Suche nach solchen Substanzen wird durch die Tatsache erschwert, dass derzeit kein geeignetes Screeningverfahren existiert.

Die erfindungsgemäßen stabilen Bakterienstämme mit Fluoreszenz-markierten ribosomalen Untereinheiten, die Wildtyp-ähnliche Wachstumseigenschaften zeigen, weisen einen intakten Translations-Apparat auf. Die Positionierung der Fluorophore ermöglicht es, Störungen bei der Ribosomenassemblierung durch ein Fluoreszenz-basiertes Ausleseverfahren in vivo zu ermitteln. Das Verfahren wurde für die Nutzung von Mikrotiter-Platten optimiert und eignet sich deshalb für die Durchführung von High-throughput-Screenings (HTS).

 

 

Fluoreszenz-basiertes Monitoring der ribosomalen Aktivität zur Optimierung der Ausbeute von rekombinanten Proteinen

In-vitro-Transkriptions-/Translations-Systeme (ivtt) werden vor allem in der Biotechnologie benötigt, um beispielsweise rekombinante Proteine zu gewinnen, deren Produktion in vivo toxisch wäre. Die experimentelle Auswertung erfolgt üblicherweise mittels Autoradiographie, erfordert also die Markierung der Translationsprodukte mit radioaktiven Isotopen, deren Handhabung teuer, potenziell gesundheitsgefährdend und Durchsatz-limitierend ist. 
Die erfindungsgemäßen stabilen Bakterienstämme mit Fluoreszenz-markierten ribosomalen Untereinheiten, die Wildtyp-ähnliche Wachstumseigenschaften zeigen und einen intakten Translations-Apparat aufweisen, eröffnen die Chance durch Fluoreszenz-basierte Erfassung der Translationsaktivität in Echtzeit Experimente zeitsparend und kostenminimierend im Multiwellformat durchzuführen und zwecks Optimierung der Ausbeute mehrere Reaktionsparameter parallel variieren zu können.