Systemweite Charakterisierung von Mikroorganismen durch Metabolomics

MetabolomicsHintergrund

Die weiße Biotechnologie ist der umsatzstärkste und älteste Bereich der Biotechnologie. Obwohl der Begriff selbst noch jung ist, zählen jahrtausendealte Prozesse wie Bier brauen und die Herstellung von Essig ebenso dazu, wie die Herstellung von hochwertigen stereoselektiven Produkten mit Anwendung im Bereich der Medizin oder der Lebensmittelproduktion. Durch den Ansatz der Systembiotechnologie werden heute in der Industrie genutzte Mikroorganismen gezielt auf höhere Erträge, höhere Stressresistenz aber auch auf Nachhaltigkeit optimiert. Im Bereich der Metabolomik kommen dabei neue Techniken, wie die LC-MS/MS, zum Einsatz. Auf diese Weise werden die Konzentrationen verschiedenster Metabolite von produzierenden Mikroorganismen auf Engpässe oder stoffwechselregulatorische Effekte im zentralen Kohlenstoff-Metabolismus untersucht. Durch diesen metabolischen Fingerabdruck können Stämme dann charakterisiert und gezielt genetische Veränderungen in das Genom eingebracht werden, um so den Produktionsprozess insgesamt zu verbessern.

Im Laufe des Projektes sollen neue Methoden für die sytembiologische Charakterisierung von Produktionsstämmen auf Metabolomebene entwickelt werden, um damit Ziele für die genetische Stammoptimierung zu finden.
Ziele
  • Entwicklung von Methoden zur Extraktion und Analyse von Metaboliten des zentralen Kohlenstoff-Metabolismus
  • Charakterisierung von Mikroorganismen über ihren „Metabolic Fingerprint“
  • Identifizierung von Genen zur gezielten Stammoptimierung
  • Optimierung der Produktion von Feinchemikalien mit C. glutamicum
  • Optimierung der Produktion pharmazeutischer Wirkstoffe durch E. coli

Publikationen
0. Bolten C J, Wittmann C (2008)
Appropriate sampling for intracellular amino acid analysis in phylogenetically different yeasts.

Biotechnol. Lett. 30:1993-2000.

0. Bolten C J, Kiefer P, Letisse F, Portais J C, Wittmann C (2007)
Towards appropriate sampling for metabolome analysis of microorganisms.

Anal. Chem. 79:3843-3849.