Interdisziplinäre Doktorandenprojekte

Doktoranden in den BioSC CoreGroups haben die Möglichkeit, sich für interdisziplinäre Kleinprojekte mit einer Dauer von sechs Monaten zu bewerben, die sich auf verschiedene BioSC-Partnerstandorte und Forschungsbereiche erstrecken. Es gibt ein bis zwei Ausschreibungen pro Jahr.

Projekte 2026:

Das Ziel ist es, die Verschmutzung durch Mikroplastik in Saatgutbeschichtungen zu verringern, indem synthetische Polymere durch biologisch abbaubare Mikrogele auf Polysaccharidbasis ersetzt werden, die wachstumsfördernde Bakterien (PGPB) als Alternative zu konventionellen Düngern und Pestiziden zum Saatgut transportieren. Indem sowohl grampositive als auch gramnegative Bakterien in Dextran-basierte Gele eingekapselt werden, stellt sich das Projekt der Herausforderung, die Viabilität der Bakterien während der Lagerung trotz unterschiedlicher Feuchtigkeitsanforderungen zu erhalten. Dabei wird untersucht, wie sich unterschiedliche Vernetzungsdichten in Hydrogelen auf das Überleben und das Wachstum der Bakterien auswirken, mit dem Ziel, diese in einem ruhenden Zustand bis zur Reaktivierung zu stabilisieren. Da die Einzelzellanalyse nicht direkt in Mikrogelen durchgeführt werden kann, werden Hydrogele mit ähnlichen Eigenschaften verwendet und die Ergebnisse auf die Mikrogele übertragen. Diese Arbeit stärkt die nachhaltige Landwirtschaft und die biobasierte Kreislaufwirtschaft durch Alternativen zu herkömmlichen Agrochemikalien.

PIONEER - Scalable Pseudomonas Phenol Bioproduction by Stress Response Engineering

Till Redeker, IBG-1: Biotechnologie | Systemische Mikrobiologie, Forschungszentrum Jülich
Constantin Maaß, Bioverfahrenstechnik, RWTH Aachen

Laufzeit: 01.07.2026 - 31.12.2026

Phenol ist eine zentrale Komponente der chemischen Industrie und dient als Plattformchemikalie für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten. Da Phenol derzeit überwiegend aus rohölbasierten Ausgangsstoffen hergestellt wird, stellt seine Produktion ein ideales Beispiel für einen konventionellen chemischen Prozess dar, der in eine nachhaltigere biotechnologische Alternative überführt werden kann. Damit verdeutlicht sie zugleich die strategische Bedeutung der Biotechnologie für die Weiterentwicklung der Bioökonomie in Nordrhein-Westfalen (NRW). 
Im Rahmen von PIONEER möchten wir das Potenzial der Kombination aus molekularmikrobiologischer Expertise und industriell ausgerichteter Prozessentwicklung aufzeigen und damit eine Fallstudie für prozessorientierte biotechnologische Forschung etablieren. Zu diesem Zweck soll Pseudomonas taiwanensis als hoch lösungsmitteltoleranter Mikroorganismus zu einem effizienten Produktionswirt für Phenol entwickelt werden, indem seine Stressantwort gezielt modifiziert wird. Ziel ist es, ein optimales Gleichgewicht zwischen natürlicher Lösungsmitteltoleranz und einer reduzierten zellulären Stressreaktion zu erreichen, sodass eine robuste und leistungsfähige Bioprozessführung ermöglicht wird. 
Der daraus resultierende Stamm soll anschließend unter anwendungsrelevanten Bioprozessbedingungen direkt getestet und durch die Identifikation und Anpassung wesentlicher Prozessparameter weiter optimiert werden. Um die industrielle Anwendbarkeit dieses Ansatzes vollständig zu demonstrieren, wird der Prozess anschließend skaliert, um die verbesserte Phenolproduktion unter industriellen Bedingungen zu bewerten. 

FarmCrop-RR - Farmer Crop Portfolio Choices and the Regional Potential of Crop Residues under Biomass Price Signals in the Rhenish Mining Region

F. Grebe, Ökonomik Nachhaltiger Landnutzung und Bioökonomie, Universität Bonn
A. Berger, IBG-1: Biotechnologie | Systembiotechnologie, Forschungzentrum Jülich

Laufzeit: 01.07.2026 - 31.12.2026

Das Projekt FARMCROP-RR untersucht, wie Biomassepreise die Anbauentscheidungen landwirtschaftlicher Betriebe und damit die Verfügbarkeit von landwirtschaftlichen Reststoffen als regionale Biomasseressource beeinflussen. Ziel ist es, die ökonomischen Bedingungen zu analysieren, unter denen Reststoffe für eine nachhaltige Bioökonomie mobilisiert werden können. Auf Basis eines erweiterten linearen Optimierungsmodells werden optimale Anbauportfolien unter verschiedenen Biomassepreisszenarien berechnet und daraus das theoretisch verfügbare Reststoffpotenzial abgeleitet. Durch die Kombination von Betriebsbefragungen in und um das Rheinische Revier, Expert:inneninterviews und ökonomischer Modellierung werden möglichst realistische Annahmen über Entscheidungsprozesse von Landwirten getroffen. Das Projekt liefert Erkenntnisse zur wirtschaftlichen Verfügbarkeit regionaler Biomasse, zu Einflussfaktoren wie Preisanreizen und Präferenzen von Landwirt:innen sowie zur Planung und Skalierung bioökonomischer Technologien.