Präzisionsfermentation

Robuste Bioreaktor-basierte Prozesse sind die Basis für die meisten biotechnologischen Produktionsverfahren. Unter sterilen, kontrollierten Bedingungen werden Produktionsorganismen wie Mikroben oder tierische Zellen eingesetzt, um die sichere und reproduzierbare Herstellung z. B. von rekombinanten Proteinen, Metaboliten, Vitaminen oder Fettsäuren zu gewährleisten. Diese Produkte finden Anwendung in der chemischen Industrie und in vielfältigen Einsatzfeldern, wie der Landwirtschaft, in Therapeutika oder in Konsumgüter wie Nahrungsmitteln oder Kosmetika. Der Entwicklungsprozess vom Gen im Reagenzglas bis hin zu einen industrie-kompatiblen Herstellungsverfahren ist in Abhängigkeit vom Produkt jedoch sehr langwierig und herausfordernd und bietet weist einige technologische und regulatorische Fallstricke auf, die bereits zu einem frühen Zeitpunkt in der Entwicklung mitgedacht werden müssen.

Mit unserer langjährigen Erfahrung im Bereich der rekombinanten Proteinproduktion und Portfolio von unterschiedlichen pro- und eukaryotischen Expressionsorganismen und Fermentationstechnologie können wir unsere Kunden und Partner optimal unterstützen, um die Herstellung von einfachen oder komplex gefalteten, posttranslational modifizierten Proteinen zu ermöglichen. Durch Kooperationen mit Stammentwicklern stehen uns Hochleistungsstämme etablierter Produktionsorganismen zu Verfügung, welche in industriellen Produktionsanlagen eingesetzt werden und einen schnellen Transfer in den Pilot- bzw. industriellen Maßstab erlauben.

Angefangen von der Identifizierung molekulare Sequenzen aus Datenbanken bis hin zur Etablierung und Optimierung von Reinigungsstrategien, nutzen wir bioinformatische Werkzeuge und KI-Anwendungen und statistische Versuchsplanung, um neue Produktkandidaten für die Bioökonomie zu entwickeln und Herstellungsprozesse ganzheitlich zu verbessern. Hierbei arbeiten wir in enger Kooperation mit den Abteilungen »Innovative Nachweis- und Screeningverfahren für Biomoleküle« und »Modellbasierte Produkt- und Bioprozessentwicklung« zusammen, so dass die Produktion von kleinen bis mittleren Mengen ermöglicht wird. Die Möglichkeit der ganzheitlichen Optimierung aller Prozessschritte ermöglicht eine schnellere Skalierung der Bioprozesse, so dass Proteine für Funktionsuntersuchung, Machbarkeits-, Zulassungs- oder Sicherheitsstudien (z. B. im Bereich Novel Food) für die Forschungspartner und Kunden in der gewünschten Qualität, Reinheit und Menge bereitgestellt werden können.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt der Abteilung bildet die Pflanzenzelltechnologien. Aus unterschiedlichen Ursprungspflanzen entwickeln wir Nagoya-konform Pflanzenzellkulturen (PZKs) als nachhaltiges Produktionssystem und etablieren dazu passende Produktionsverfahren. Um den Kultivierungsfaktor Licht für phototrophe Organismen wie PZKs zu nutzen, verwenden wir unsere Eigenentwicklungen, die es die Produktivität und Produktbildung von PZKs im Schüttelinkubator und Fermenter zu optimieren.