Jahrelang bemühte sich das kanadische Unternehmen Iogen, Kraftstoff für Autos aus nachwachsenden Rohstoffen, wie beispielsweise Stroh, herzustellen. Trotz redlicher Bemühungen der Chemiker, fiel der Erwerb des Prozesses zu gering aus, um einer industriellen Fertigung gerecht zu werden.

Doch der Frankfurter Mikrobiologe Eckhard Boles, Professor an der Goethe-Universität, fand das scheinbare Wunder in Hefestämmen, die normalerweise zum Brauen von Bier eingesetzt werden. Industriell genutzte Hefen konnten im Labor genetisch so verändert werden, dass sie drei Sorten Zucker zu Ethanol vergären konnten. Üblicherweise ist dies nur mit Glucose zu schaffen, die beispielsweise in Getreide, Zuckerrüben und Zuckerrohr vorkommen.

Im Gegensatz zur traditionellen Herstellung von Bioethanol, das aus Mais oder Getreide gewonnen wird, gefährdet der Biosprit aus Ethanol die Nahrungsmittelproduktion nicht..

"Wir bauen in die Hefe Saccharomyces cerevisiae künstliche, biochemische Systeme ein, die neuartige Stoffwechselwege in der Zelle etablieren", erklärt Boles. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten, bei denen Erbmaterial aus Bakterien in die Hefezellen eingeschleust wurde, haben die Forscher nun am Computer entwickelte und maschinell, aus DNA-Bausteine künstlich synthetische Gene in die Hefen eingebracht. Die “Anleitung“ dazu entnehmen sie weiterhin der Amino-Säuresequenz von bakteriellen Enzymen, modifizieren aber den Bauplan so, dass er optimal auf die Stoffwechseleigenschaften der Hefen abgestimmt ist. Die so erzeugten künstlichen Gene erlauben es den Hefezellen, bestimmten Zuckerarten in pflanzlichen Abfällen deutlich effizienter zu Ethanol umzusetzen. "Die Arbeiten meiner Mitarbeiterin Beate Wiedemann haben dazu geführt, dass wir den Ertrag um 25 Prozent steigern konnten. Die Produktivität, das heisst die Geschwindigkeit der Umsetzung hat sogar um mehr als 250 Prozent zugenommen", erläutert Boles. "Damit kommen wir der kommerziellen Produktion von Zellulose-Ethanol einen beträchtlichen Schritt näher".

Die Erfindung wurde bereits zum Patent angemeldet. Die neuen Methoden der Synthetischen Biologie sollen nun für weitere Aufrüstungen der Hefe genutzt werden. So ist die Gruppe von Professor Boles auch damit beschäftigt, Hefen zu konstruieren, die einen anderen Biokraftstoff mit dem Namen Butanol produzieren. “Butanol hat als Autokraftstoff noch deutlich bessere Eigenschaften als Ethanol“, erläutert Boles. Um seine Erfindungen möglichst schnell in den industriellen Maßstab zu überführen, hat Boles kürzlich mit einem Schweiter Partner die Firma Butalco GmbH gegründet. Er sucht nun Investoren, die ihm bei der Kommerzialisierung seiner Entwicklungen helfen. "In den USA werden zur Zeit Milliardensummen in die Entwicklung von neuen Biokraftstoffen gesteckt. Wenn wir nicht auch in Europa jetzt massiv in diese zukunftsträchtigen Technologien investieren, dann hinken wir den Amerikanern bald unaufholbar hinterher", so Boles' Fazit.