Forschern ist es gelungen, die Fähigkeiten eines Pilzes, der Pflanzenfasern verstoffwechselt, mit denen alkoholproduzierender Hefe zu kombinieren und dadurch Hefestämme zu schaffen, die durch Verdauungsvorgänge aus dem widerstandsfähigen Pflanzenmaterial Cellulose Alkohol bilden. Ihre Methode könnte für die Ethanolgewinnung in der Biokraftstoff-Industrie von großem Nutzen sein, denn bisher kann Ethanol noch nicht aus Pflanzenfasern gewonnen werden.
Bisher wird bei der Biokraftstoff-Produktion auf einfache Bierhefe zurückgegriffen, die durch Vergärungsprozesse Zucker oder Maisstärke in Ethanol verwandeln kann. Pflanzenfasern können die Hefepilze bisher nicht verwerten, denn sie enthalten Cellulose, eine organische Verbindung in Zellwänden, die aus fest verketteten Zuckermolekülen besteht und die der Hefepilz nicht aufbrechen kann. Um diese widerstandsfähigen Zuckerketten zu verdauen, müssten sie zunächst in kleinere Stücke zerlegt und durch weitere Prozesse in noch kleinere Teile, die so genannte Glucose, zersplittert werden. Denn der Hefepilz kann nur Glucose, einen Einfachzucker, verstoffwechseln. Andere Pilze sind dahingegen in der Lage, auch Pflanzenfasern zu verdauen. Der Nachteil: Diese Pilze produzieren beim Fressprozess keinen Alkohol.
Dem Forscherteam um Jonathan Galazka von der Universität of California in Berkeley ist es nun gelungen, die verantwortlichen Gene für die Celluloseverdauung bei Pilzen der Gattung Neurospora crassa zu identifizieren und sie in die Hefe einzubauen. Die genmanipulierten Hefepilze waren dadurch in der Lage, Pflanzenfasern zu verdauen und produzierten dabei als Stoffwechselprodukt Ethanol: “Mit diesem Trick haben wir Hefestämme produzieren können, die besser als unbehandelte Hefe auf Pflanzenfasern wächst”, erklärt einer der Wissenschaftler.
In der Biokraftstoff-Industrie bemüht man sich schon seit langem um Alternativen zur Alkoholgewinnung aus Maisstärke oder Zucker. Mit der genmanipulierten Hefe ist es nun auch möglich, Ethanol aus pflanzenfaserhaltigen Abfallprodukten wie etwa aus Getreidehalmen, Blättern oder Papiermüll zu gewinnen und damit nicht mehr auf wertvolles Ackerland angewiesen zu sein.
Jonathan Galazka (University of California, Berkeley) et al.: Science, Online-Vorabveröffentlichung, doi: 10.1126/science.1192838 dapd/wissenschaft.de – Kristina Abels
