biofactur-e – CO2-basierte Bioproduktionsplattform für Cystein, Aspartat und Glycolat via (elektro-)enzymatischem Methanol

Projektbeschreibung

Ziel des Projektes ist die Etablierung einer E. coli basierten Produktionsplattform am Beispiel von Cystein, Aspartat und Glycolat, die indirekt CO₂ als C-Quelle nutzt. Das CO₂ wird zunächst (elektro)enzymatisch in Methanol umgewandelt. Der Fokus dieser Arbeiten liegt auf der Optimierung der FaldDH, Implementierung in einer Reaktionskaskade und der Entwicklung eines Prozessdesigns. Parallel sollen E. coli Produktionsstämme entwickelt werden, die Methanol verstoffwechseln können.

Die Methanol-Assimilierung durch E. coli Stämme basiert auf dem reduktiven Glycin-Pathway (rGlyP), der im Rahmen des Projektes hinsichtlich Wachstumsraten weiter optimiert werden soll. Durch gezieltes Pathway-Engineering soll die Produktion von Asparat, Glycolat und Serin (Vorstufe von Cystein) angesteuert werden. Mittels adaptiver Laborevolution soll das Wachstum der Stämme optimiert werden, so dass industriell nutzbare Produktionsstämme entstehen. Diese werden anschließend mittels Genom- und Proteomanalyse charakterisiert, um weitere Gene zu identifizieren, die sich positiv auf Wachstum und Produktivität auswirken.

Diese Erkenntnisse werden auch zur Optimierung von Cystein-Produktionsstämmen verwendet, um eine möglichst effiziente und skalierbare Produktion von Cystein auf Methanolbasis zu ermöglichen. Vergleichend werden unterschiedliche Chassis-Stämme der Partner modifiziert, um die Effekte unterschiedlicher genetischer Hintergründe zu untersuchen. Alle Arbeiten werden durch Einbeziehung von Bioinformatik-Daten sowie KI-Modellen unterstützt.