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SPP 2494:  Produktive Biofilmsysteme

Fachliche Zuordnung Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Biologie
Förderung Förderung seit 2025
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540882360
 
Die meisten Mikroorganismen, wachsen in Form von Biofilmen, und jeder ist mit dieser überall verbreiteten Lebensform vertraut. Jeder Stein, der sich schleimig anfühlt, wenn er aus einem Bach herausgenommen wird, oder jeder Zahn, der sich vor und nach dem Zähneputzen anders anfühlt, sind Beispiele für Mikroorganismen, die als Biofilme wachsen. In Biofilmen sind Mikroorganismen typischerweise an eine Oberfläche angeheftet und kommen in hoher Zelldichte vor. Sie sind widerstandsfähiger gegenüber wachstumshemmenden Faktoren, was im medizinischen Kontext problematisch sein kann, jedoch im Hinblick auf die Robustheit von Prozessen in biotechnologischen Anwendungen von Vorteil sein kann. Obwohl die meisten potenziellen mikrobiellen Biokatalysatoren auf der Erde in Form von Biofilmen wachsen und in hoher Zelldichte etabliert werden können und relativ robuste Lebensformen darstellen, arbeiten wir in der Biotechnologie dennoch hauptsächlich mit planktonischen Mikroorganismen in Rührreaktorsystemen. Dies ist umso überraschender, als Biofilme in der Vergangenheit bewiesen haben, dass sie (I) produktiver und (II) widerstandsfähiger sein können und (III) die Produktaufreinigung im Vergleich zu planktonischen Systemen erleichtern können. Es mangelt an Wissen, Erfahrung und Reaktortechnologie, was die erfolgreiche Implementierung dieser Systeme als neue biokatalytische Werkzeuge in einer biobasierten Wirtschaft behindert. Folglich besteht ein dringender Bedarf an Grundlagenforschung, um angewandte Biofilmkatalysatoren zu verstehen, deren volles Potenzial durch metabolische und genetische Ingenieurtechniken zu nutzen und sie in Reaktorumgebungen anzuwenden, die wettbewerbsfähige Raum-Zeit-Ausbeuten in zukünftigen Anwendungen ermöglichen. In Deutschland gibt es zahlreiche Forschungsgruppen aus vielen verschiedenen Disziplinen (z.B. Ingenieurwesen, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Physik), die Forschung zu Biofilmen betreiben. Das geplante Schwerpunktprogramm wird ein hervorragendes Instrument sein, um eine solche interdisziplinäre Zusammenarbeit zu ermöglichen und zu fördern. Außerdem wird es eine neue Generation von Wissenschaftler*innen ausbilden und ein maßgeschneidertes Curriculum für individuelle methodische Kommunikation sowie Soft-Skill-Training einrichten. Darüber hinaus hat das Programm einen starken Fokus auf Internationalisierung, indem es mit drei Zentren für Biofilmstudien in Großbritannien, den USA und Singapur zusammenarbeitet. Von dieser Strategie wird das Schwerpunktprogramm wissenschaftlich profitieren, und die Studierenden werden individuell davon profitieren, indem sie Kontakte zu potenziellen Partnern für zukünftige internationale Karrieren knüpfen.
DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug Saudi-Arabien

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