Metabolic Engineering von Streptomyceten zur Zellfabrik für Polyketide

Hintergrund und Ziele: S. albus und S. rimosus gehören zu den wichtigsten Mikroorganismen in der Biotechnologie. Das Bakterium ist nach geeigneter genet ischer Programmierung in der Lage, Substanzen des Sekundärstoffwechsels zu produzieren, die von großem Interesse für die pharmazeutische Industrie sind. Von besonderem Interesse sind Polyket ide, eine Substanzklasse von Naturstoffen mit vielfält igen Anwendungs-möglichkeiten. Die bisher erreichten Produktionsleistungen sind jedoch häufig vergleichsweise gering. Dies kann die Erforschung neuer Substanzen stark einschränken oder sogar komplett verhindern, so dass die Verbesserung des bislang nicht ausgeschöpften Potent ials des Bakteriums zur Synthese der komplexen, wertvollen Wirkstoffe für die Zukunft außerordentlich wicht ig ist.

Zur Arbeit: In einem Verbundprojekt mit akademischen und industriellen Partnern ist das konkrete Ziel die gentechnische Erzeugung einer Zellfabrik von S. albus zur Synthese eines Wirkstoffes mit hoher Forschungsrelevanz. Der Stoffwechselweg für das Zielprodukt soll dazu mit Methoden der synthet ischen Biologie in das Bakterium kloniert und auf seine Funkt ionalität überprüft werden. Im Anschluss sollen detaillierte Analysen des Stoffwechsels zur weiteren molekularbiologischen Optimierung dienen. Die Leistungsfähigkeit des opt imierten Stammes soll abschließend unter industriell relevanten Bedingungen getestet werden. Es stehen u. a. folgende Themen im Vordergrund, die je nach Dauer und Schwerpunkt der Arbeit unterschiedlich kombiniert werden können:

Gentechnische Modifikat ion von S. albus und S. rimosus zur gezielten Optimierung: u. a. Delet ion, Amplifikat ion, Heterologe Expression von Genen, Promoter-Austausch, Promotorbibliotheken, Indukt ionsstrategien, etc.

Systembiologische Analyse zur Aufklärung metabolischer „Bottle-Necks“ (Fluxom, Transkriptom, Metabolite)

Kult ivierung zur Wirkstoffbildung mit begleitender Analyt ik im Mikroreaktoren, Schüttelkolben bzw. Bioreaktoren (HPLC, Massenspektrometrie, Photometrie, on-Line Erfassung von Prozessparametern)

Ansprechpartner: Bewerbungen bitte per Email an Dr. Judith Becker

oder Prof. Dr. Christoph Wittmann – Wir freuen uns auf Sie!