Bioeconomy Science Center
Forschung und Kooperation für nachhaltige BioÖkonomie

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Forschung und Kooperation für nachhaltige BioÖkonomie
25.06.2019

Das BioSC war zahlreich vertreten auf der Konferenz "Synthetische Biologie für Naturstoffe"

Die zweite Konferenz zum Thema “Synthetische Biologie für Naturstoffe” fand vom 02.-05.06.2019 in Puerto Vallarta (Mexico) statt. In diesem Jahr wurden die Schnittstellen von (Meta)Genomik, Synthetischer Biologie und Naturstoff-Entdeckung beleuchtet. Das BioSC war mit Beiträgen von Mitarbeitern des IMET (HHU Düsseldorf) vertreten, die Forschungs-Inhalte der BioSC FocusLabs „CombiCom“ und „Bio2“ in Vorträgen sowie Postern präsentierten.

Leitmotiv der Konferenz war die Entwicklung neuer Technologien und interdisziplinärer Synergien, um die enorme Biodiversität an Naturstoff-Biosynthesewegen zu relevanten chemischen Leitstrukturen und wirkungsvollen Medikamenten umzusetzen. Dazu kamen rund 80 Wissenschaftler und Industrie Vertreter zusammen, um anhand von über 40 Vorträgen und 20 Postern die neusten Entwicklungen des Forschungsfeldes zu diskutieren.

Der erste Tag wurde dem Thema „(Meta)Genomik-basierte Naturstoffentdeckung“ gewidmet. Hier wurde zum Auftakt von Jo Handelsman (University of Wisconsin), die eine Begründerin des Metagenomik-Ansatzes ist, in einem Keynote-Vortrag eindrucksvoll die chemische Diversität von Boden-bewohnenden Mikroorganismen aufgezeigt. Eine außerordentliche Bedeutung kommt bei Ansätzen dieser Art den Computer-gestützten Tools zur gezielten Sequenzanalyse zu, wie insbesondere von auf dem Gebiet führenden Experten wie Nadine Ziemert (Universität Tübingen), Marnix Medema (Wageningen University and Research), Tillmann Weber (Technical University Denmark) und Nigel Mouncey (DOE Joint Genome Institute) dargestellt wurde.

Am zweiten Konferenztag lag der Fokus auf dem Gebiet „Fortschritte im Naturstoff-Engineering“. Ein Leitthema war das Engineering erweiterter Substratspezifitäten von Biosyntheseenzymen, die damit zur Bildung neuer Produkte befähigt werden können. Unter anderem referierte Stephan Thies (HHU Düsseldorf) über die effektive Pseudomonas putida basierte Produktion vielfältig verwendbarer maßgeschneiderter Biotenside, wie sie im BioSC FocusLab „Bio2“ umgesetzt wird. Highlights im Bereich des Engineering von Enzym-Maschinerien wurden außerdem von Ikuro Abe (University of Tokyo) hinsichtlich TypIII PKS-Reaktionen, von Michael Burkart (University of California, San Diego) in Bezug auf kombinatorische PKS/NRPS-Systeme sowie von Hajo Kries (Leibniz-HKI) in Form eines Zink Finger basierten NRPS-Baukastensystems vorgestellt.

Der dritte Tag wurde mit einer Session zu „Trends in der Kommerzialisierung von Naturstoffen“ begonnen. Diese wurde eröffnet von einem Keynote-Vortrag zur Entdeckung neuer NRPS Pathways von Richard Baltz (CognoGen Biotechnology Consulting), der als Experte für Actinomyceten-Engineering sowohl im Kontext der Academia als auch der Industrie bekannt ist. Grundsätzlich wurde ein wieder zunehmendes Interesse kommerzieller Unternehmen an der Naturstoff-Entdeckung und Produktion deutlich, wie weitere Beiträge, unter anderem von Elliot Miller (Corteva AgriScience) und Daniel Gray (Ginkgo Bioworks), belegten. In einer weiteren Session des Tages wurden „Neue Tools zur Klonierung, Manipulierung und Aktivierung von Biosynthese-Pathways“ behandelt. Insbesondere Klonierungsmethoden wie Cas9 basierte Restriktion und Ligations-freies DNA Assembly stellen Schlüsseltechnologien der Naturstoffforschung dar, wie etwa Robert Stankey (Varigen Biosciences) oder Yuriy Rebets (Universität des Saarlandes) aufzeigten. Daneben stellte Michael Smanski (University of Minnesota) einen Ansatz zum vollsynthetischen Refactoring von Biosynthese-Genclustern vor, während Anita Loeschcke (HHU Düsseldorf) die effektive Nutzbarkeit der rDNA im Chromosom von P. putida zur integration und Expression solcher Gencluster präsentierte.

Am vierten Tag bildete eine Session zum Thema „Struktur und Aktivität von Naturstoff-Biosynthese-Enzymen“ den Abschluss der Veranstaltung. Hier vermittelte Martin Schmeig (McGill University) einmalige Einblicke auf Ebene der Proteinstruktur von NRP Synthetasen. Rebecca Goss (University of St. Andrews) und Oleg Tsodikov (University of Kentucky) machten nachfolgend in ihren Beiträgen deutlich, dass die enzymatische Halogenierung von Naturstoffen im Fokus einer ganzen Reihe aktueller Forschungsarbeiten steht.

Das Rahmenprogramm einschließlich einer ausführlichen Postersession, bei der u.a. die BioSC-assoziierten Arbeiten zur Expressionstool Entwicklung (Robin Weihmann), Optogenetik in der Naturstoffproduktion (Thomas Drepper) und Optimierung von Rhamnolipidproduktion in synthetischen Pseudomonas Zellfabriken (Sonja Kubicki) lebhaft diskutiert wurden, gab reichlich Gelegenheit zum Austausch mit anderen Wissenschaftlern und Vertretern der Industrie.

Somit zeigte diese Konferenz auf, wie durch Zusammenwirken verschiedener Teildisziplinen und Fachbereiche in der Naturstoffforschung im gemeinsamen Feld der synthetischen Biologie der Transfer des natürlichen Potenzials mikrobieller oder pflanzlicher Stoffwechselwege zur Wertschöpfung in einer Bioökonomie bereits erfolgen kann und in naher Zukunft sicherlich verstärkt umgesetzt wird.