Ein Griff in den Kühlschrank – und da ist die Flasche mit dem Alkohol. Die Symbole auf dem Etikett zeigen es an: Brennbar und giftig. Es handelt sich jedoch nicht um den gewöhnlichen Alkohol Ethanol mit zwei Kohlenstoffatomen, sondern um Methanol – mit nur einem Kohlenstoff-Atom.
Methanol lässt sich heute aus dem Treibhausgas CO-2 und Wasser gewinnen. In Zukunft könnte Methanol sowohl Bioethanol aus der Landwirtschaft als auch Erdöl ersetzen – als Rohstoff, aber auch als Energieträger. Davon sind die Studierenden aus Aachen überzeugt. Nur eine Hürde müsste dazu überwunden werden: Viele Methanol-Moleküle müssten zu langen Ketten zusammengefügt werden. Das Studententeam der RWTH Aachen will dieses Ziel mit der Hilfe von Bakterien erreichen.
"Das Grundproblem von Methanol ist, dass es zwar einfach in chemischen Reaktionen eingesetzt werden kann, aber dass es wie für uns auch für viele Mikroorganismen giftig ist. Deswegen wandeln wir dieses Methanol um in Glykogen. Glykogen ist ähnlich wie Stärke, und Stärke kann von vielen Mikroorganismen einfach umgesetzt werden zu pharmazeutischen Stoffen wie Antibiotika oder zu Bioplastik oder zu Biotreibstoffen."
Die Aachener Studierenden sind auf dem allerneuesten Stand
Das Arbeitstier, das diesen Job für die Studierenden erledigen soll, ist das Bakterium Escherichia coli. Es ist als Produktionsorganismus für alle möglichen Substanzen bestens geeignet. Mit Methanol kann Escherichia Coli allerdings von Natur aus nichts anfangen.
"Dazu mussten wir mehrere natürliche Gene von Bakterien, die auf Methanol leben, in diesen Mikroorganismus übertagen, um ihm die Möglichkeit zu geben, auf Methanol zu wachsen."
In Sachen Gentechnik sind die Aachener Studierenden auf dem allerneuesten Stand. Sie verwenden unter anderem das Verfahren CRISPR-Cas, das erst vor kurzem die Labore der Welt eroberte.
"Wir haben aufgebaut auf einer ganz frischen Publikation aus dem April, haben von einer Gruppe aus China das Material geschickt bekommen, uns dann noch einige Sachen selbst zusammengebaut, und waren erstaunt, dass es wirklich im ersten Versuch funktioniert hat."
Ein kleiner Bioreaktor wird die Studenten begleiten
In einer anderen Ecke des Labors bastelt eine Gruppe an einem System aus Kabeln, Pumpen und Leitungen. Das alles gehört zu einem Bioreaktor. Die gesamte Apparatur passt in einen Schuhkarton. Die einzelnen Gefäße, in denen die Bakterien wachsen sollen, sind nicht größer als Schnapsgläser.
"Das sind so kleine zehn Milliliter Gefäße, bei denen oben eine Öffnung ist, wo man Spritzen oder Kanülen hineinstecken kann. Damit man das ganze versorgen kann, von außen mit Schläuchen."
Besonders stolz sind die Bastler auf die Elektronik und die zugehörigen Pumpen. Erst sie machen aus den Glasgefäßen richtige Bioreaktoren.
"Wir haben eine Pumpe, die immer Nährlösung in den Reaktor zuführt. Eine andere Pumpe ist dafür zuständig das Ganze mit Sauerstoff von außen zu versorgen. Und die dritte Pumpe ist die Ernte-Pumpe, mit der wir immer etwas Flüssigkeit aus dem Reaktor herausholen und dann analysieren."
Der kleine Bioreaktor wird die Studenten zum Finale des iGEM-Wettbewerbs nach Boston begleiten. Bei diesem internationalen Wettbewerb für synthetische Biologie werden sie bei Vorträgen und auf Postern ihre Ergebnisse vor Studierenden aus aller Welt präsentieren. Und vielleicht gewinnen sie sogar einen der begehrten Preise.