Diesel und Benzin aus dem Algenteppich

Forscher identifizieren Gene in Cyanobakterien, die für die Bildung von brennbaren Alkanen verantwortlich sind

Blaualgen-Teppich auf der Ostsee
Blaualgen-Teppich auf der Ostsee

San Francisco (USA) - Jeden heißen Sommer treiben gigantische gelbgrüne Blaualgen-Teppiche über die Ostsee. Sie bestehen aus leicht giftigen Cyanobakterien, die von den Badegästen gefürchtet, in der Forschung jedoch heiß begehrt sind. Denn in ihnen könnte das Geheimnis für eine nachwachsende Quelle von Diesel und Benzin liegen. Nun identifizierten amerikanische Wissenschaftler die Gene, die für die Produktion brennbarer Kohlenwasserstoffketten, so genannter Alkane, verantwortlich sind und berichten über ihre Entdeckung in der Zeitschrift "Science".

"Diese Gene und Enzyme können nun für eine einfache und direkte Umwandlung von erneuerbaren Rohstoffen in Treibstoffe führen", erläutern Andreas Schirmer und seine Kollegen vom Unternehmen LS9 in South San Francisco. Im Erbgut von Cyanobakterien wie beispielsweise Synechococcus elongatus identifizierten sie die Gene, die wesentlich den Stoffwechsel der Mikroorganismen regeln. Sie verantworten die Bildung von Enzymen, mit denen die Bakterien aus Nährstoffen und Kohlendioxid erst Fettsäuren und daraus die begehrten Alkane und Alkene in winzigen Mengen produzieren.

In einem zweiten Schritt bauten Schirmer und Kollegen diese Gene in das Erbgut von Escherichia Coli-Bakterien ein, dem Arbeitspferd der Mikrobiologen. Daraufhin waren auch diese Mikroorganismen fähig, langkettige Alkane und Alkene auszuscheiden.

Große Mengen an Treibstoffen produzierten diese E.coli-Kulturen im Labor noch nicht. Doch die Entschlüsselung und der Transfer der Alkan-Gene könnte die Grundlage bilden, um in Zukunft Treibstoffe mithilfe turmhoher Bioreaktoren zu gewinnen. Als Nährstoff für die Bakterienkulturen könnten Abwässer aus Kläranlagen dienen. Nun arbeiten die Forscher daran, den Stoffwechsel der Sprit-Bakterien zu beschleunigen und die Ausbeute an verwertbaren Kohlenwasserstoffketten zu erhöhen.

Die genetische Veränderung von Bakterien könnte zu einer neuen, mittlerweile vierten Generation der Biosprit-Erzeugung führen. Biosprit der ersten Generation basiert beispielsweise auf Getreide oder Zuckerrohr und konkurriert daher mit der Herstellung von Lebensmitteln. Die derzeit in Testanlagen forcierte zweite Generation wandelt Holzabfälle oder Stroh zu flüssigen Brennstoffen um. Zur dritten Generation zählen Algenkulturen, die die Biomasse für Diesel liefern können.