Masterarbeiten in der Industiellen Biotechnologie

In der Abteilung Industrielle Biotechnologie am Fraunhofer IME bieten wir für die zweite Jahreshälfte 2026 mehrere Masterarbeiten an. Im Fokus stehen die stoffliche Nutzung von CO₂ sowie die Umsetzung von CO₂ über Methanol zu höherwertigen Produkten. Für die direkte CO₂-Nutzung setzen wir anaerobe Prozesse auf Basis verschiedener Clostridien-Stämme ein; bei der Verwertung von Methanol arbeiten wir mit einem aeroben Prozess auf Basis von Methylorubrum extorquens.

Bevorzugter Starttermin: Ende August / Anfang September 2026 (nach den Sommerferien).

Vergütung: Als Beitrag zur Entschädigung des Aufwands unterstützen wir die Masterarbeit im Umfang einer geringfügigen Beschäftigung.

Thema 1: Metabolic Engineering von Clostridium ljungdahlii zur Isopropanol-Biosynthese aus CO2/H2 oder Synthesegas

Etablierung und Optimierung eines heterologen Isopropanol-Syntheseweges in C. ljungdahlii mit Fokus auf ein verbessertes Pathway-Design. Arbeiten umfassen die Etablierung der In-vitro Expression und Screening von Acetoacetate Decarboxylase (Adc) zur Identifizierung leistungsfähiger Enzymvarianten.

Methoden: In-vitro Expression, anaerobe Gasfermentation, chemische Analytik (GC/MS), targeted Proteomics (LC-MS/MS) Metabolic Engineering.
 

Thema 2: Metabolic Engineering von C. carboxidivorans zur Hexanol-Biosynthese aus Synthesegas

Steigerung der Hexanol-Ausbeute aus CO-reichem Synthesegas über die native Kettenverlängerung. Ausgehend von der CO-Oxidation über die CO-Dehydrogenase und der daraus resultierenden Ferredoxin-getriebenen Elektronenbereitstellung stehen die effizientere Nutzung von CO als Kohlenstoff- und Elektronenquelle sowie die Energiekonservierung über das Rnf-System im Fokus. Ergänzt wird dies durch die Analyse und Modulation konkurrierender Produktflüsse und die Etablierung eines Ethanol-Co-Feeds zur verbesserten ATP-Bereitstellung.

Methoden: Metabolic Pathway Engineering, anaerobe Gasfermentation, chemische Analytik (GC/MS), targeted Proteomics (LC-MS/MS)

Thema 3: Metabolic Engineering von Methylorubrum extorquens zur Squalen-Biosynthese aus Methanol

Aufbau bzw. Verstärkung des Squalen-Syntheseweges in M. extorquens auf Methanol-Basis. Squalen kann anschließend zu Squalan reduziert werden, einem Inhaltsstoff für die Kosmetikindustrie.

Methoden: Metabolic Pathway Engineering, aerobe Fermentation, chemische Analytik (GC/MS & LC), targeted Proteomics (LC-MS/MS).

Interessierte Studierende richten ihre Bewerbung bitte an Stefan Dr. Jennewein.