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Gewählte Kategorie Biologie/Biotechnologie
TV-Fenster: biotechnologie.tv – Folge 94
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Wissensmagazin der Biotechnologie-Branche
Das von der Bundesregierung geförderte biotechnologie.tv berichtet alle zwei Wochen über Aktuelles aus diesem stark wachsenden Sektor in Forschung und Industrie. Dieses Mal sogar in eigener Sache. Die drei Schwerpunktthemen der neuesten Ausgabe in unserem TV-Fenster:
- Künstliche Haut aus der Maschine
- HYPERRAUM.TV: Wissenschaft im Web-TV
- Das Projekt “Hackteria”
© biotechnologie.de 2012
Link-Empfehlungen der Redaktion von HYPERRAUM.TV zu weiterführenden Informationen:
– Mehr Brancheninfos über Biotechnologie.de – Link
– e.conomy der Bundesregierung zur Biotechnologie – Link
– Hightech-Strategie der Bundesregierung zur Biotechnologie – Link
© biotechnologie.de 2012
TV-Fenster: biotechnologie.tv – Folge 93
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Wissensmagazin der Biotechnologie-Branche
Das von der Bundesregierung geförderte biotechnologie.tv berichtet alle zwei Wochen über Aktuelles aus diesem stark wachsenden Sektor in Forschung und Industrie. Die drei Schwerpunktthemen der neuesten Ausgabe in unserem TV-Fenster:
- Bakterien als Wasserstoff-Fabriken
- Computerchips unter der Haut
- Werden wir ewig leben?
© biotechnologie.de 2011
Link-Empfehlungen der Redaktion von HYPERRAUM.TV zu weiterführenden Informationen:
– Mehr Brancheninfos über Biotechnologie.de – Link
– e.conomy der Bundesregierung zur Biotechnologie – Link
– Hightech-Strategie der Bundesregierung zur Biotechnologie – Link
© biotechnologie.de 2011
Das große Fressen der Designer Bugs
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Bioingenieure konstruieren produzierende Mikroorganismen
Der weißen Biotechnologie werden für die nächsten Jahre Wachstumsprognosen bis zu dreißig Prozent vorausgesagt. Sie befasst sich mit der Entwicklung von Enzymen als Biokatalysatoren für die großtechnische Produktion. Ein spezieller Bereich der Biotechnologie: konstruierte Designer-Mikroorganismen mit spezifischen Aufgaben, die sie in der Produktion übernehmen können. Ihr künftiger Einsatz reicht von der Biokunststoff-Produktion bis zur Vernichtung von Schweröl nach einer Havarie.
Link-Empfehlungen der Redaktion zu weiterführenden Informationen:
- Förderprogramme des Bundes zur weißen Biotechnologie – Link
- Hightech-Strategie der Bundesregierung zur Biotechnologie – Link
- zum Rauchgasprojekt der RWE AG mit der BRAIN AG – Link
- zur Produktion von Designer-Mikroorganismen der BRAIN AG – Link
Mehr zum Inhalt des Videos:
Dass kleine Organismen in der Natur erstaunliche Fähigkeiten besitzen, ist an sich keine neue Erkenntnis. Wir finden sie beispielsweise im altbekannten Prozess der Gärung, die Hefepilze im Weinfass vollbringen. Doch erst mit der Molekularbiologie und der Genetik ist es uns gelungen, die grundlegenden biochemischen Reaktionen zu verstehen. Wir wissen heute, dass sie maßgeblich von Enzymen gesteuert werden; Enzyme wirken als chemische Biokatalysatoren auf lebende Organismen. Mit Hilfe der Genetik ist nicht nur das Verständnis der Funktionsweise von Enzymen deutlich gewachsen. Dieses Wissen erlaubt es uns heute sogar, Mikroorganismen gezielt zu „konstruieren“ – mit unterschiedlich rekombiniertem Erbgut. Zweck der genetischen Manipulationen: vorhandene spezifische Fähigkeiten spezieller Mikroorganismen gezielt weiter zu optimieren. Die Fachwelt nennt diese Reagenz-Kreaturen „Designer Bugs“. Ein biotechnologisch gut funktionierender Mikroorganismus ist der erste Schritt auf dem Weg zu einem geeigneten großtechnischen Herstellungsverfahren in einer “Biofabrik”.
Wir stehen heute am Anfang eines neuen Industriezweiges, den die Fachwelt “weiße” Biotechnologie nennt. Die BRAIN AG gehört zu diesen jungen, aufstrebenden Unternehmen, die sich mit industrienahen Forschungen auf diesem Gebiet befasst. In einer Kooperation mit dem Energieversorger RWE wird derzeit eine Demonstrationsanlage entwickelt und getestet. Ziel des Projektes: Designer-Mikroorganismen künftig so zu konfektionieren, dass sie das in konventionellen Kohlekraftwerken erzeugte Rauchgas in Biokunststoffe umwandeln.
© mce mediacomeurope GmbH 2011
Dem Kofferfisch abgeschaut
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Autohersteller folgen dem aerodynamischen Vorbild der Natur
Das aerodynamische Verhalten ist für Flugzeuge wie für Automobile ein wichtiger Parameter. Es beeinflusst neben dem Gewicht des Fahrzeugs den Energieverbrauch maßgeblich. Schon 2005 entwickelte Daimler ein frühes bionisches Konzeptfahrzeug, das dem Kofferfisch nachempfunden ist. Obwohl scheinbar plump, zeigt der Kofferfisch sensationelle Strömungseigenschaften.
Lernen vom Vorbild der Natur: Was den Kofferfisch mit seiner kantigen Form auszeichnet und ihn für Autobauer besonders interessant macht:
- das optimale Verhältnis von Oberfläche zu Volumen
- maximale Steifigkeit bei minimalem Gewicht
- ein außergewöhnliches Strömungsverhalten.
Das Bionic Car von Daimler ist nur ein einziges Mal gebaut worden, dennoch zeigt das frühe Beispiel, dass auch Ingenieure des Fahrzeugbaus von der Natur viel lernen können. Sie erzielten mit dem originalgetreuen Modellnachbau des Kofferfisches im Windkanal einen geradezu fabelhaften Luftwiderstandsbeiwert von nur 0,06. Zum Vergleich: Herkömmliche Autos haben heute einen Wert, der bei 0,3 liegt.
Das Konzept-Auto Bionic Car von Daimler ist über ein einziges gebautes Exemplar nicht hinaus gekommen. Immerhin hat Daimler in Zusammenarbeit mit Bionik-Experten im Zuge dieser Forschungen auch ein eigenes rechnergestütztes materialwissenschaftliches Verfahren entwickelt. Es überträgt das Wachstumsprinzip der Biologie in die Konzeption von Autos. Ingenieure einiger bekannter Automarken lassen heute Karosserie- oder Fahrwerkskomponenten am Rechner wachsen. Bereiche mit geringer Belastung sind dünner gestaltet oder sogar völlig herausgeschnitten, hoch beanspruchte Stellen werden dagegen gezielt verstärkt. Die Grundlagen dieser Methode stammen von dem Biomechaniker Prof. Dr. Claus Mattheck. Schon in den achtziger Jahren hat er Bäumen abgeschaut, wie man mit minimalem Materialaufwand maximale Stabilität erzielen kann. Diese Erkenntnisse hat er später in ein Computerprogramm für die Optimierung von Bauteilen eingearbeitet.
In der CAD-Welt bezeichnet man dieses Verfahren mit dem Terminus „Soft Kill Option“ oder auch mit dem Begriff „Topologieoptimierung“. Es wird für die Entwicklung von Elektrofahrzeugen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die geringe Reichweite heutiger Batterien erfordert es, dem Gewicht von Fahrzeugen besondere Beachtung zu schenken – ohne Zugeständnisse bei der Fahrsicherheit.
© mce mediacomeurope GmbH 2011
Antikörper bringen Zellgift zur Krebszelle
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Infomercial der Bayer AG
Chemotherapie von Tumorerkrankungen hat heute den großen Nachteil, dass die Gifte nicht nur kranke Zellen töten, sondern auch gesunde Zellen schädigen können. Mit Hilfe von Antikörpern als Trojanisches Pferd können Wirksubstanzen künftig gezielt zu Krebszellen transportiert und an den krankhaft veränderten Zellen angelagert werden.
Antikörper sind unterschiedlich gestaltete Bausteine des menschlichen Immunsystems. Als Transportvehikel für das gekoppelte Zellgift übernehmen sie den gezielten Transport zu den krankhaften Zellen. Sie können sich an der Oberfläche solcher Zellen anheften und so als Tumormarker fungieren.
Die Zellmembran stülpt sich anschließend ein und schleust Antikörper und Zellgift nach innen. Dort spaltet ein spezifisches Enzym die Verbindung zwischen Antikörper und Zellgift und setzt so den Wirkstoff frei. Das Zellgift heftet sich an spezielle Eiweißmoleküle in der Zelle, blockiert diese und verhindert so die weitere Teilung der kranken Krebszelle. Der Tumor stirbt ab. Durch die Membran kann das Zellgift auch in benachbarte Tumorzellen wandern und dort ebenfalls seine Wirkung tun.
Die größte Herausforderung dieses Antikörper-Wirkstoff-Konjugats dabei: Es gelangt zuerst als Infusion in die Blutbahn und muss während des Transports im Körper stabil bleiben. Erst wenn der Antikörper an der Krebszelle andockt, darf sich das Gift lösen und damit aktiviert werden. Unterschiedliche Antikörper-Wirkstoff-Kombinationen werden derzeit auf ihre mögliche Funktionsfähigkeit im menschlichen Organismus getestet. Schon in den kommenden Jahren rechnen die Biochemiker von Bayer mit ersten Tests in der Krebsbehandlung.
© Bayer AG 2011
Hackteria – Bakterienkultur der anderen Art
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Nanobiowissenschaftler Marc Dusseiller präsentiert Kunstkonzept
Der Schweizer Künstler Marc Dusseiller experimentiert an der Nahtstelle von Biologie und Kunst. Das vorliegende Portrait stellt den Nanowissenschaftler und Künstler mit seinem Kunstkonzept „Hackteria“ vor. Der Kunstname setzt sich aus den englischen Begriffen „hacking“ und „bacteria“ zusammen.
Das Projekt „Hackteria – open source biological art“ will mit einfachen Technologien die Welt der Bakterien und Mikroorganismen zugänglich machen. Dabei setzen die Organisatoren auf den Do-it-yourself-Ansatz. Sie benutzen einfache und billige Instrumente und zeigen, wie man zum Beispiel eine Webcam mit wenigen Handgriffen in ein Mikroskop umwandeln und an einen Computer anschließen kann. In zahlreichen Workshops auf der ganzen Welt haben die Organisatoren ihr Konzept getestet und verfeinert. Sie richten sich an Künstlerinnen und Künstler. “Hackteria” hat aber auch in der Wissenschaftsvermittlung bei Kindern und Jugendlichen Erfolg, und junge Wissenschaftler in Entwicklungsländern konnten ebenso davon profitieren.
„Hackteria“ ist ein transdisziplinäres Projekt und bringt immer wieder Spezialisten aus verschiedenen Richtungen zusammen: Künstler, Wissenschaftler und Techniker.
Marc Dusseiller ist selbst promovierter Material- und Nanobiowissenschaftler. An der ETH Zürich arbeitet er mit Künstlern aus der ganzen Welt zusammen. Daneben hat er eine Reihe von Lehraufträgen an verschiedenen Hochschulen inne.
© Migros-Kulturprozent 2010
