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11.06.2014

Ein neuer Blick auf eine Zukunftstechnologie

40 Jahre nachdem DECHEMA-Wissenschaftler weitsichtig die große Bedeutung der Biotechnologie und Gentechnik vorhersagten, unternehmen junge Forscher jetzt wieder den Versuch, das Potential der modernen Biotechnologie für die Lösung der drängendsten globalen Probleme einzuschätzen. Ihre Ergebnisse stellen sie in der Studie "Biotechnologie – Schlüssel zur Bioökonomie" vor.

 

Vor vierzig Jahren – die ersten Gentechnik-Experimente lagen wenige Monate zurück - machten sich Wissenschaftler für die DECHEMA - Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. bereits Gedanken, welches Potential in der zukünftigen Biotechnologie stecken könnte. Die Möglichkeit, fremde Gene in Zellen transferieren zu können, bedeutete einen gewaltigen Schub für die biologische Forschung und die Biotechnologie. In der weltweit ersten Studie zu diesem Thema, die im Auftrag des Bundesforschungsministeriums erstellt wurde, benannten sie die Möglichkeiten und die wichtigsten Herausforderungen für Forschung und Entwicklung. Ihr klares Plädoyer für die Förderung dieser Forschung in Deutschland fiel auf fruchtbaren Boden, z.B. beim Aufbau der vier deutschen Genzentren Anfang der 1980er Jahre.

 

Viel wurde in den letzten vier Jahrzehnten erreicht: Mehr als 200 Biotech-Medikamente haben lebensbedrohende Krankheiten therapierbar gemacht, einige sind sogar heilbar geworden. Auch Pflanzenzüchtung, Lebensmittel- und industrielle Biotechnologie haben einen beispiellosen Aufschwung erlebt. Schädlingsresistente transgene Nutzpflanzen sind außerhalbs Europas fest etabliert, 2013 addierten sich ihre Anbauflächen weltweit auf 175 Millionen Hektar. In der Lebensmittel- und Chemieindustrie sind gentechnisch veränderte Produktionsorganismen heute unverzichtbar, rekombinante Enzyme dienen zur Herstellung von Lebensmitteln, Feinchemikalien und Alltagsprodukten wie Waschmitteln. Die Biotechnologie ist ein bedeutender Wirtschaftsfaktor geworden, wie schon die Zahlen aus der pharmazeutischen Industrie belegen: 2013 entfielen 71% des Gesamtumsatzes der 10 umsatzstärksten Medikamente auf Biotech-Medikamente, 2001 waren es noch 7%. Der Markt für Biotech-Medikamente wuchs seitdem um das 3,5-fache auf heute 163 Mrd. US$.

 

Trotz dieser beeindruckenden Erfolge sind heute, 40 Jahre später, wichtige Aufgaben noch immer ungelöst, manches Problem hat sich eher noch verschärft. Der Kampf gegen viele Krankheiten ist längst nicht gewonnen – mit der Rückkehr gefährlicher Infektionskrankheiten sind sogar Rückschläge zu verzeichnen. Auch die Versorgung der Menschheit mit Nahrung, Wasser und Rohstoffen unter Bewahrung der natürlichen Ressourcen ist ein zunehmend drängenderes Problem geworden. Seine Lösung wird ohne Innovationen und Produkte der Biotechnologie eine Vision bleiben. Die Regierungen in Europa und den USA setzen deshalb auf die Innovationskraft der "angewandten Biologie" und haben mit der „Bioökonomie“ bereits einen Begriff geprägt, der zugleich Agenda ist.

 

Vor diesem Hintergrund nahmen junge Wissenschaftler des DECHEMA-Zukunftsforums Biotechnologie jetzt das Jubiläum der ersten Studie zum Anlass, den Blick aufs Neue nach vorn zu richten. In ihrer Publikation "Biotechnologie – Schlüssel zur Bioökonomie" zeigen sie, welche Chancen sich aus dem gegenwärtigen Zusammenwachsen von Biologie und Ingenieurwissenschaften ergeben, um den großen Herausforderungen zu begegnen, wie sie u.a. auch in den Handlungsfeldern der "Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030" der Bundesregierung benannt sind.

 

Die Autoren stellen fest, dass eine neue Phase der Biotechnologie begonnen hat, die viele Innovationen hervorbringen wird. Neue Technologien ermöglichen es immer besser, biologische Systeme quantitativ zu erfassen, zu verstehen und zu modellieren. Zugleich reifen Methoden heran, um ganze Genome gezielt zu verändern, umzubauen und sogar komplett zu synthetisieren. Damit ist das rationale, zweckgerichtete Design von Zellen möglich geworden. Es verspricht visionäre Lösungen: Biotech-Pflanzen, die auch auf minderwertigen oder trockenen Böden wertvolle Rohstoffe produzieren, „Mikrobielle Chemiefabriken“, die Holz als Nahrungsquelle nutzen, um daraus Chemikalien herzustellen, Algen, die mit der Energie des Sonnenlichts Kohlendioxid und Wasser direkt in Kraftstoffe umwandeln, oder Bakterien, die elektrische Energie dazu nutzen. Diese Designer-Organismen könnten helfen, den Kraftstoffbedarf ressourcenschonend zu decken, ohne wertvolle landwirtschaftliche Flächen zu beanspruchen. Nützlich werden auch neu konstruierte Mikroorganismen werden, die aus rohstoffarmen Erzen und Recyclinglaugen seltene Metalle gewinnen oder Umweltbelastungen mindern. Das Potential dieser „Synthetischen Biologie“ ist kaum abschätzbar - insbesondere in der Medizin, wo es um die Möglichkeiten von Gentherapie und Stammzellforschung erweitert werden wird.

 

Alle diese Projekte bedeuten auch für die nächsten 40 Jahre große gemeinsame Anstrengungen, viel Forschungsarbeit und (hoffentlich) viele Erfolge.

 

Die Studie "Biotechnologie – Schlüssel zur Bioökonomie" wird am 11. Juni 2014 in Berlin vorstellt werden und ist auch online verfügbar unter http://biotech.dechema.de/publikationen.

 

 

33/2014

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