RWTH-Wissenschaftler in der Gelenkten Evolution ganz vorne dabei

04.10.2018

Team um Professor Ulrich Schwaneberg ist weltweit führend in diesem Themenfeld. Gemeinsame Arbeit mit der neuen Nobelpreisträgerin der Chemie, Frances Arnold.

  Professor Ulrich Schwaneberg Urheberrecht: Institut für Biotechnologie

Die Gelenkte Evolution ermöglicht es, Enzyme (Katalysatoren aus der Natur), deren Funktion es ist, das Überleben von Organismen zu sichern, so umzuprogrammieren, dass diese in industriellen Prozessen beispielsweise zur Produktion von Chemikalien, Pharmazeutika, Parfüme und Geschmackstoffe genutzt werden. Die Gelenkte Evolution erlaubt es also, Katalysatoren aus der Natur nutzbar zu machen. Gestern gab die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften bekannt, dass die amerikanische Biochemikerin Frances Arnold vom California Institute of Technology (Caltech) für Gelenkte Evolution von Enzymen am 10. Dezember 2018 in Stockholm mit dem Nobelpreis der Chemie ausgezeichnet wird. Weitere Preisträger sind die Biotechnologen George Smith (University of Missouri) und Gregory Winter (Trinity College Cambridge).

An der RWTH Aachen und dem DWI Leibniz-Institut für Interaktive Materialen arbeitet mit dem Team von Professor Ulrich Schwaneberg vom Lehrstuhl für Biotechnologie eine der weltweit führenden Gruppen auf dem Gebiet der Gelenkten Evolution. Schwaneberg hat als Post-Doc am Caltech mit Frances Arnold als Mentorin zusammengearbeitet und gemeinsam publiziert. „Es war eine tolle Zeit, in der Ideen entstanden sind, von denen wir heute noch profitieren“, berichtet der RWTH-Professor. Mittlerweile hat das Aachener Team rund 100 Veröffentlichungen zum Thema publiziert.

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„Wir haben eine Vielzahl methodischer Limitierungen gelöst – zum Beispiel in der Vielfaltsgenerungen mit den Mutagenesemethoden SeSaM, OmniChange, und PTRec. Mit Benchmarkingsystemen wie MAP wurde letztlich eine erfolgreiche Strategie mit dem Namen KnowVolution zur zeiteffizienten Durchmusterung des Proteinsequenzraum entwickelt. Aufgrund dieser Methoden und Konzepte lassen und ließen zahlreiche Firmen wie Henkel, DSM, Roche und Evonik bei uns Enzyme für Anwendungen maßschneidern“, erläutert Schwaneberg. Insgesamt sind ca. 20 Patente mit Industriepartnern entstanden. „Solche maßgeschneiderte Enzyme werden inzwischen fast täglich von jedem genutzt oder konsumiert, zum Beispiel beim Backen von Brot, bei der Käseverarbeitung, bei Waschmitteln, in Pharmazeutika, bei der Furchtsaftherstellung, für Biofuels und auch bei Prozessen wie stone-washed Jeans“, führt er weiter aus.

„Die diesjährigen Preisträger haben die Kontrolle über die Evolution gewonnen“, begründete die Schwedische Akademie der Wissenschaften ihre Entscheidung für die diesjährigen Preisträger. Professor Schwaneberg ist davon überzeugt. „Die Bedeutung des Themas wird in Zukunft noch wachsen, aktuell sind die methodischen Grundlagen gelegt, durch die Konvergenz von Wissenschaftsgebieten ermöglicht wird, so dass neue Anwendungsgebiete und Wissenschaftsfelder entstehen. Beispiele sind die Konvergenz von Protein-Engineering und Polymerwissenschaften, in denen biologische Bausteine und deren Funktionen genutzt werden, um Polymere neue Funktionalitäten zu geben“, erklärt er. So wären eine antimikrobielle oder wasserabweisende Ausstattung (Lotus-Effekt) von Textilien oder sogenannte chirale Membranen mit Proteinbausteinen möglich.

Redaktion: Presse und Kommunikation