Aspergillus nidulans: Biorohstoff für grüne Biotechnologie

Aspergillus nidulans: Biorohstoff für grüne Biotechnologie Zellulose ist das am häufigsten vorkommende Biopolymer der Welt und hat grosse wirtschaftliche Bedeutung. Zellulose bildet ein komplexes Netzwerk, welches eine Vielzahl verschiedenster mechanischer Voraussetzungen für das pflanzliche Leben beinhaltet und seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften sind vergleichbar mit denen bester synthetischer Materialien. Diese Eigenschaften werden in verschiedenen Produkten, wie Papier, Textilien und Baumaterial, ausgenutzt. Neben diesem traditionellen Sektor besteht grosses Potenzial darin, kohlenhydrat-basierte Materialen zu entwickeln, die Umweltfreundlichkeit and Biokompatibilität mit hoher Leistung und gesteigerter Funktionalität zu kombinieren. Die Möglichkeit, Eigenschaften von natürlichen Biopolymeren miteinander zu verknüpfen, führt zu neuen Mischungen mit verbesserten Eigenschaften, die in Folge eventuell für biotechnologische Anwendungen verwendet werden können. Ein symbolisches Beispiel hierfür ist die Einführung des pilzlichen Chitinbiosynthese-wegs in Pflanzen: Chitin kommt natürlich nicht in Pflanzen vor, aber die Einführung von Chitin würde interessante Eigenschaften, die in den verschiedensten industriellen Gebieten genutzt werden können, mit sich bringen. Die Synthese von Chitin würde zum Beispiel die Zugfestigkeit der Pflanze steigern, was einen bedeutenden Schritt in der Resistenz von Getreide gegen Windbruch darstellt. Des weiteren ist bekannt, dass die Behandlung von Pflanzengewebe mit Chitin oder Chitosan anti-pilzliche und antivirale Abwehrmechanismen auslöst, welche die Pflanze vor der weiteren Ausbreitung des Pathogens schützt. Daher wäre es möglich, Pflanzen mit gesteigerter Resistenz gegenüber Pathogen-attacken zu schaffen, indem man Schlüsselenzyme, die in die Chitinbiosynthese involviert sind, in die Pflanze einführt. In weiterer Folge kann diese Technologie auf Bäume übertragen werden und stellt somit ein wertvolles Mittel für die Forstindustrie dar, die ja ein wichtiger Exportzweig für Österreich ist. In Anbetracht der Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten von Zellulose, wird hier vorgeschlagen, die Gene, die in der Zellwandbiosynthese des filamentösen Pilzes Aspergillus nidulans involviert sind, als Bioresource für das „Metabolic Engineering“ von Pflanzen zu nutzen. Durch Lernen von der Natur wird dieses Projekt die Basis für die Entwicklung von biomimetischen Materialien, die Umweltfreundlichkeit und Biokompatibilität mit einer gesteigerten Leistung und Funktionalität kombinieren, legen. In Zukunft wird dieses Wissen die Entwicklung von signifikanten Anwendungen, die auf pflanzlicher Biomasse basieren, erleichtern.