Nutzung der Mobilfunkleistung zur Bewältigung globaler Herausforderungen

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Für das Forschungsteam von José Avalos könnte die komplizierte, kleinmaßstäbliche Arbeit des Bioingenieurwesens den Schlüssel zur Lösung der globalen Herausforderungen in den Bereichen erneuerbare Energien und nachhaltige Produktion darstellen.

“Unser Verstand ist in der Biotechnologie, aber unser Herz trägt dazu bei, die Gesundheit des Planeten zu verbessern”, sagte Avalos, Assistenzprofessor für chemische und biologische Verfahrenstechnik und am Andlinger Center for Energy and the Environment.Zusammen mit seinen Postdocs und Studenten verfügt Avalos über eine Reihe von Werkzeugen, darunter lichtaktivierte Gene, um den Stoffwechsel von Hefe und Bakterien maßzuschneidern.

Diese modifizierten Mikroben produzieren dann Chemikalien von Interesse, wie z.B.

Treibstoffe, Grundstoffchemikalien und Drogenvorläufer.

Übergeordnetes Ziel ist es, unsere Abhängigkeit vom Erdöl, dem traditionellen Ausgangsstoff für diese Materialien, zu verringern und schließlich zu beseitigen.”Wir wollen uns auf das Konzept einer ‘Bioökonomie’ zubewegen”, sagte Avalos, “in der verschmutzende fossile Brennstoffe durch kohlenstoffneutrale biologische Prozesse ersetzt werden”.Isobutanol ist energiedichter und bequemer für den Fahrzeuggebrauch als Ethanol, der heutige Standard-Biokraftstoff, und leider giftiger für Hefe, was seine Produktion einschränkt.

In einer Studie, die in der Zeitschrift Cell Systems veröffentlicht wurde, haben Avalos und sein Team einen grundlegenden Mechanismus der toxischen Wirkung von Isobutanol aufgedeckt.

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Sie fanden heraus, dass sich Hefen in Gegenwart von Isobutanol verhalten, als ob sie verhungern würden, obwohl sie sich in einer nährstoffreichen Brühe befinden, wodurch sie ihr Wachstum und ihren Stoffwechsel verlangsamen.

Das Team fand ein Schlüsselgen, das diese Hungerreaktion orchestriert.

Durch die einfache Deletion dieses Gens konnte die Hefe die giftige Wirkung der Chemikalie abwehren und Isobutanol in viel höheren Mengen auspumpen.Die Erforschung der mikrobiellen Zellen, von Organellen bis hin zu Enzymen und Metabolismen, ist das Markenzeichen des Labors von Avalos.

Die Forscher seiner Gruppe entwickeln Mikroben, vor allem Hefe, zur nachhaltigen Herstellung von Kraftstoffen und Chemikalien.

Das Team arbeitet an der Feinabstimmung der Kontrolle der Mikroorganismen, um….

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