Biotechnologie bei BASF - BASF.com
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<strong>Biotechnologie</strong><br />
<strong>bei</strong> <strong>BASF</strong>
INHALT<br />
4 <strong>Biotechnologie</strong><br />
8 Weiße <strong>Biotechnologie</strong><br />
12 Pflanzenbiotechnologie<br />
16 Fragen und Antworten<br />
18 Daten und Fakten<br />
19 Glossar<br />
WEISSE BIOTECHNOLOGIE + PFLANZENBIOTECHNOLOGIE =<br />
Die Weiße <strong>Biotechnologie</strong> nutzt<br />
Mikroorganismen und Enzyme zur<br />
Herstellung von chemischen und bio-<br />
chemischen Produkten.<br />
Warum <strong>Biotechnologie</strong>,<br />
In der Pflanzenbiotechnologie werden Pflan-<br />
zen für eine gesündere Ernährung, eine leis-<br />
tungsfähigere Landwirtschaft sowie für die<br />
Nutzung als nachwachsende Rohstoffe ent-<br />
wickelt.<br />
BIOTECHNOLOGIE BEI <strong>BASF</strong><br />
Die <strong>Biotechnologie</strong> ist eine Schlüsseltechnolo-<br />
gie des 21. Jahrhunderts und eröffnet Chancen<br />
in der Ernährung, Landwirtschaft, Pharmazie<br />
und Kosmetik.
Herr Marcinowski?<br />
Dr. Stefan Marcinowski, Mitglied des Vorstands der <strong>BASF</strong> SE<br />
Warum brauchen wir die <strong>Biotechnologie</strong>? Weil sie uns hilft, die Herausforderungen der Zukunft zu meistern.<br />
Mit der Pflanzenbiotechnologie können wir Beiträge für eine leistungsfähigere Landwirtschaft und eine gesündere<br />
Ernährung leisten -ganz entscheidende Vorteile vor dem Hintergrund einer ständig wachsenden Weltbevölkerung!<br />
Zudem ermöglicht uns diese Technologie, Pflanzen besser als nachwachsende Rohstoffe zu nutzen, ein aktiver<br />
Beitrag zum Schutz unseres Klimas. Und nicht zuletzt können wir mit der Pflanzenbiotechnologie und der Weißen<br />
<strong>Biotechnologie</strong> neue, nützliche Produkte für den Alltag ressourcenschonend produzieren.<br />
Aber warum gibt es so viele Bedenken und Vorbehalte gegenüber der Technologie? Wie <strong>bei</strong> vielen neuen<br />
Technologien, sind die wissenschaftlichen Grundlagen sehr komplex. Umso wichtiger ist deshalb, dass der Nutzen<br />
deutlich wird, wie dies <strong>bei</strong> der <strong>Biotechnologie</strong> für medizinische Anwendungen schon längst der Fall ist. Der Nutzen<br />
der Pflanzenbiotechnologie ist für den einzelnen noch nicht so direkt spürbar. Darum möchten wir mit den Menschen<br />
ins Gespräch kommen, um über Ihre Bedenken zu sprechen, offene Fragen zu klären und die Bedeutung<br />
und die Chancen dieser wichtigen Zukunftstechnologie besser zu veranschaulichen.<br />
Weshalb engagiert sich die <strong>BASF</strong> im Bereich <strong>Biotechnologie</strong>? Gerade hinsichtlich der Pflanzenbiotechnologie<br />
muss die <strong>BASF</strong> doch mit Kritik rechnen. Wir sehen den enormen Nutzen in den zukunftsweisenden<br />
Lösungen, die wir nur mit der Pflanzenbiotechnologie schaffen können. Skepsis herrscht vorwiegend in Europa;<br />
in anderen Regionen hat sich die Pflanzenbiotechnologie bereits durchgesetzt. So wurden im Jahr 2007 weltweit<br />
auf etwa 114 Millionen Hektar gentechnisch veränderte Pflanzen angebaut. Das ist etwa soviel wie die gesamte<br />
Ackerfläche Europas. Rund 12 Millionen Landwirte sind von den Vorteilen der Technologie überzeugt und nutzen<br />
gentechnisch veränderte Pflanzen.<br />
Wichtig ist auch: Wer sich mit der Herausforderung des Klimaschutzes beschäftigt, merkt schnell, dass wir<br />
neue Antworten brauchen. Das verfügbare Ackerland ist begrenzt, und wir brauchen stetig mehr Nahrungs- und<br />
Futtermittel sowie nachwachsende Rohstoffe. Hier wird die Pflanzenbiotechnologie einen großen Beitrag leisten:<br />
Eines unserer Ziele ist es, Pflanzen zu entwickeln, die auf der selben Fläche Ertragssteigerungen von 20 Prozent<br />
ermöglichen.<br />
Profitiert neben den Unternehmen auch der Verbraucher von der Technologie? Selbstverständlich profitieren<br />
auch Verbraucher und Umwelt -ansonsten wäre das Geschäft auch für uns nicht nachhaltig! Ein Beispiel für den<br />
Verbrauchernutzen sind Pflanzen mit einem erhöhten Gehalt an langkettigen Omega-3-Fettsäuren. Sie tragen dazu<br />
<strong>bei</strong>, das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu senken. Gesündere Ernährung ist einer unserer Forschungsschwerpunkte.<br />
Pflanzen wiederum, die gegenüber bestimmten Umweltbedingungen wie Trockenheit toleranter<br />
sind, sichern die Ernten der Landwirte und erlauben produktive Landwirtschaft auch unter schwierigen klimatischen<br />
Bedingungen. Ein anderes Beispiel ist Phytase im Tierfutter. Durch diesen Enzym-Zusatz werden die Gewässer<br />
weniger mit Phosphaten aus der Tierhaltung belastet.<br />
In welche Richtung wird die Entwicklung gehen? Ist die <strong>Biotechnologie</strong> in zehn Jahren noch ein umstrittenes<br />
Thema in der Öffentlichkeit? Nein, ich glaube nicht. Bestes Beispiel ist die Rote <strong>Biotechnologie</strong> im Medizinbereich.<br />
Dort ist die Technologie längst akzeptiert –und das obwohl es auch hier vor 25 Jahren vergleichbare<br />
Ängste und Sorgen gab. Aber der professionelle Umgang mit der Technologie und natürlich der direkte Nutzen<br />
haben die Menschen überzeugt. Ich bin optimistisch, dass dies auch <strong>bei</strong> der Pflanzenbiotechnologie so sein wird.<br />
In vielen Ländern ist der Umgang mit gentechnisch verbesserten Pflanzen bereits Normalität. Das wird inZukunft<br />
auch in Europa so sein und die Menschen werden ganz selbstverständlich von ihren Vorteilen profitieren.
Die <strong>Biotechnologie</strong> ermöglicht zahlreiche Produkt- und Verfahrensinnovationen, die auf anderen Wegen meist nicht zu erreichen<br />
wären. Mit ihrer Hilfe können Produkte entwickelt werden, die klare Vorteile für den Menschen und die Umwelt haben.<br />
<strong>Biotechnologie</strong>—
Die <strong>Biotechnologie</strong> ist eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Sie eröffnet Chancen in der Ernährung,<br />
Landwirtschaft, Pharmazie und Kosmetik.<br />
Die <strong>Biotechnologie</strong> ist eine Zukunftstechnologie, aber die Prozesse und Verfahren, die dahinter stecken, sind zum<br />
Teil schon sehr alt. So nutzen die Menschen bereits seit vielen Jahrtausenden Hefepilze, um Gärprozesse in Gang<br />
zu bringen, <strong>bei</strong>spielsweise zur Herstellung von Bier, Sauer- oder Hefeteig. Aber auch Produkte des täglichen<br />
Lebens wie Käse, Essig und Wein können nur mit Hilfe von Mikroorganismen hergestellt werden. Ganz allgemein<br />
versteht man unter <strong>Biotechnologie</strong> die Nutzung von Mikroorganismen wie Pilze und Bakterien oder auch Pflanzen<br />
und Enzymen zur Herstellung von Produkten.<br />
Moderne Methoden. Die moderne <strong>Biotechnologie</strong> findet allerdings nicht im Haushalt, sondern imLabor statt.<br />
Mit ihrer Hilfe werden unter anderem Produkte für die Landwirtschaft, die Pharma- und Kosmetik-Industrie sowie<br />
Futtermittel hergestellt. Gleichzeitig kann <strong>Biotechnologie</strong> helfen, in der Produktion Rohstoffe und Energie zu sparen.<br />
Die Gentechnik ist ein modernes Teilgebiet der <strong>Biotechnologie</strong>. Sie befasst sich mit der gezielten Übertragung von<br />
Erbanlagen, um zum Beispiel Pilze, Bakterien oder Pflanzen anzuregen, bestimmte Stoffe herzustellen.<br />
Die Farben der <strong>Biotechnologie</strong>. In der <strong>Biotechnologie</strong> gibt es drei Teilgebiete. Ihnen werden unterschiedliche<br />
Farben zugeordnet. Die „grüne“ <strong>Biotechnologie</strong> beschäftigt sich mit Pflanzen und deren gentechnischer Veränderung.<br />
Sie wird auch als Pflanzenbiotechnologie bezeichnet. Bei der „weißen“ <strong>Biotechnologie</strong>, auch Industrielle<br />
<strong>Biotechnologie</strong> genannt, werden mit Hilfe von Enzymen und Mikroorganismen chemische oder biochemische<br />
Produkte hergestellt. Daneben gibt es die „rote“ <strong>Biotechnologie</strong>, die sich mit der Herstellung von Produkten<br />
für den Einsatz in der Medizin befasst. Hier werden Bakterien, Pilze oder Zellkulturen zur Herstellung von Arzneimitteln<br />
wie zum Beispiel Insulin genutzt.<br />
<strong>Biotechnologie</strong> <strong>bei</strong> der <strong>BASF</strong>. Bei der <strong>BASF</strong> wird ausschließlich im Bereich der Weißen <strong>Biotechnologie</strong> und der<br />
Pflanzenbiotechnologie geforscht.<br />
In der Weißen <strong>Biotechnologie</strong> unterscheidet man zwei Technologiefelder: die Fermentation und die Biokatalyse. Sie<br />
werden genutzt, um zum Beispiel Enzyme und chirale Zwischenprodukte zu produzieren.<br />
In der Pflanzenbiotechnologie legen die Forscher der <strong>BASF</strong> das Augenmerk auf die Entwicklung von Nutzpflanzen.<br />
Die Pflanzen sollen <strong>bei</strong>spielsweise durch verbesserte Inhaltsstoffe eine gesündere Ernährung ermöglichen, die<br />
Landwirtschaft leistungsfähiger machen oder als nachwachsende Rohstoffe genutzt werden. Die Aktivitäten der<br />
<strong>BASF</strong> im Bereich der Pflanzenbiotechnologie sind in der <strong>BASF</strong> Plant Science zusammengefasst.<br />
Gute Aussichten für <strong>Biotechnologie</strong>. In <strong>bei</strong>den <strong>Biotechnologie</strong>-Teilgebieten ist es das Ziel der <strong>BASF</strong>, inwenigen<br />
Jahren zu den weltweit führenden Unternehmen zu gehören. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden die unternehmerischen<br />
und wissenschaftlichen Kompetenzen in der <strong>Biotechnologie</strong> stark ausgebaut. Die Forscher der <strong>BASF</strong><br />
erweitern täglich das Wissen über die Welt der Gene und Proteine.<br />
eine Chance für das neue Jahrhundert<br />
4 5
<strong>Biotechnologie</strong> und Ar<strong>bei</strong>tsmarkt. Als Zukunftstechnologie sichert die <strong>Biotechnologie</strong> nicht nur bereits bestehende<br />
Ar<strong>bei</strong>tsplätze, sondern schafft auch neue. Laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung<br />
und des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung sind bereits heute mindestens 260.000<br />
Ar<strong>bei</strong>tsplätze direkt von der <strong>Biotechnologie</strong> beeinflusst. Außerdem wird ein deutliches Entwicklungspotenzial<br />
vorausgesagt: Bis 2020 sollen mehr Menschen einen Ar<strong>bei</strong>tsplatz haben, der mit der <strong>Biotechnologie</strong> verknüpft<br />
ist, als heute in der gesamten Chemieindustrie ar<strong>bei</strong>ten.<br />
<strong>Biotechnologie</strong> —Wachstumsmarkt und Jobmotor
Forschen im Verbund. Die Weiße <strong>Biotechnologie</strong> und Pflanzenbiotechnologie sind zwei von fünf Wachstumsclustern<br />
der <strong>BASF</strong>. Die Wachstumscluster sind Forschungsbereiche, die besonders durch das Unternehmen gefördert<br />
werden, da hier attraktive Geschäftsfelder mit überdurchschnittlichem Wachstumspotenzial erwartet werden.<br />
Für die Forschungsar<strong>bei</strong>ten im Wachstumscluster Weiße <strong>Biotechnologie</strong> stehen in den Jahren 2006 bis 2008 insgesamt<br />
160 Millionen Euro zur Verfügung, im Wachstumscluster Pflanzenbiotechnologie sind im gleichen Zeitraum<br />
mehr als 400 Millionen Euro für die Forschung eingeplant. Neue Erkenntnisse in der <strong>Biotechnologie</strong>-Forschung<br />
entstehen <strong>bei</strong> der <strong>BASF</strong> in einem internationalen Forschungs- und Technologieverbund nicht nur mit internen<br />
Experten, sondern auch in über 80 Kooperationen mit Universitäten, Forschungseinrichtungen und <strong>Biotechnologie</strong>-Unternehmen.<br />
� Die Aktivitäten der <strong>BASF</strong> in der Pflanzenbiotechnologie sind in<br />
der <strong>BASF</strong> Plant Science zusammengefasst -einem internationalen<br />
Forschungs- und Technologieverbund. Derzeit sind etwa 700 Mitar-<br />
<strong>bei</strong>ter in diesem Bereich beschäftigt.<br />
i<br />
Pflanzen wie zum Beispiel der Raps besitzen ungefähr<br />
Das Gen, Bauplan des Lebens<br />
Pflanzen und Tiere sind kompliziert gebaute Organismen. Sie besitzen eine Vielzahl von Eigenschaften, die sie<br />
mittels Erbinformationen an ihre Nachkommen weitergeben können. Die Erbinformation bestimmt, wie ein Organismus<br />
aussieht, außerdem beeinflusst sie zu einem großen Teil sein Verhalten und steuert seine Stoffwechselvorgänge.<br />
Die komplette Erbinformation eines Lebewesens findet sich auf fadenförmigen Molekülen in jeder seiner Zellen.<br />
Diese Fäden, die als DNS (Desoxyribonukleinsäure) bezeichnet werden, sind in einzelne Abschnitte unterteilt. Diese<br />
Abschnitte heißen Gene und sind verantwortlich für die verschiedenen Eigenschaften eines Lebewesens. So gibt<br />
es Gene, die <strong>bei</strong>m Menschen die Augenfarbe bestimmen, oder andere, die eine Pflanze vor einer bestimmten-<br />
Krankheit schützen. Ein Bakterium hat ungefähr 500 bis 600 Gene, der Mensch weist rund 25.000 auf, und eine<br />
Pflanze hat ungefähr 50.000 Gene. Auch wenn sich die verschiedenen Lebewesen in der Anzahl ihrer Gene<br />
unterscheiden, die Bestandteile sind <strong>bei</strong> allen gleich. Jedes Gen, egal ob von Mensch oder Pflanze, besteht aus<br />
nur vier verschiedenen Bausteinen, die mit A, C, Gund Tbezeichnet werden. Die Gene unterscheiden sich darin,<br />
dass diese vier Bausteine in unterschiedlichen Mengen und unterschiedlicher Reihenfolge zusammengesetzt sind.<br />
Die Erbinformation ist also eine Art Sprache mit vier Buchstaben, die in Form von DNS niedergeschrieben ist.<br />
Eine Pflanzenzelle versteht daher auch die Informationen aus einer anderen Pflanze. So kann man <strong>bei</strong>spielsweise<br />
Gene aus einer Alge in eine Rapspflanze integrieren.<br />
6 7<br />
50.000 Gene, das sind rund doppelt so viele wie der Mensch.
Der Pilz Aspergillus niger (das Foto zeigt eine elektronenmikroskopische Aufnahme) produziert von Natur aus<br />
verschiedene Enzyme wie zum Beispiel Phytase. Mit Hilfe gentechnischer Methoden wurde er so verändert, dass<br />
er größere Mengen des Enzyms herstellen kann. Phytase ist ein Zusatzstoff für Tierfutter.<br />
Weiße <strong>Biotechnologie</strong> —
Die Weiße <strong>Biotechnologie</strong> –auch Industrielle <strong>Biotechnologie</strong> genannt –nutzt Mikroorganismen und/oder<br />
Enzyme zur Herstellung von chemischen und biochemischen Produkten.<br />
Neue biotechnologische Methoden und Verfahren ermöglichen es oftmals, diese Produkte effizienter und ressourcenschonender<br />
im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zu erzeugen. <strong>BASF</strong>-Produkte, die mittels <strong>Biotechnologie</strong><br />
erzeugt wurden, werden in der Human- und Tierernährung sowie <strong>bei</strong> der Herstellung von Medikamenten und<br />
Pflanzenschutzmitteln eingesetzt.<br />
Die Natur –das beste Labor<br />
Bei der Weißen <strong>Biotechnologie</strong> lassen sich zwei Technologiefelder unterscheiden:<br />
Fermentation � Bei der Fermentation wandeln lebende Mikroorganismen, wie zum Beispiel Pilze und Bakterien,<br />
Rohstoffe in die gewünschten Produkte um. So setzen Milchsäurebakterien <strong>bei</strong> der Herstellung von Joghurt Milchzucker<br />
zu Milchsäure um. Durch fermentative Verfahren können <strong>bei</strong>spielsweise Vitamine (siehe Infokasten Seite 10)<br />
und Enzyme ressourcenschonend und in ausreichenden Mengen produziert werden.<br />
Biokatalyse � Bei der Biokatalyse wird ein einzelnes Enzym eingesetzt, um nur einen bestimmten Reaktionsschritt<br />
zu katalysieren. Die verwendeten Enzyme werden in der Regel aus Mikroorganismen isoliert. Bei der <strong>BASF</strong> wird<br />
die Biokatalyse unter anderem zur Herstellung von sogenannten chiralen Zwischenprodukten genutzt, die für die<br />
Produktion von Medikamenten und Pflanzenschutzmitteln gebraucht werden. Chiralität bedeutet „Händigkeit“. In<br />
der Natur gibt es viele Dinge, die gleich aussehen, sich aber wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten –so<br />
zum Beispiel die linke und rechte Hand. Das gleiche Phänomen gibt es auch in kleinem Maßstab auf der molekularen<br />
Ebene. Zwei Moleküle, die chiral zueinander sind, haben identische physikalische Eigenschaften, jedoch<br />
meist unterschiedliche biologische Wirkungen. So wirkt zum Beispiel die Aminosäure Asparagin in der einen<br />
chiralen Form süßkraftverstärkend, in der anderen schmeckt sie bitter. Ein anderes Beispiel findet sich <strong>bei</strong> den<br />
Zitrusfrüchten. Orangen und Zitronen riechen nur deshalb unterschiedlich, weil sich die Duftmoleküle der <strong>bei</strong>den<br />
Früchte wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten.<br />
Die Natur –ein unermessliches Reservoir<br />
Heute vermutet man, dass bisher nur etwa ein Prozent aller Mikroorganismen im Labor kultiviert werden konnten.<br />
Diese Organismen, vor allem aber die bisher unbekannten Arten, bergen viele Enzyme in sich, die bisher<br />
noch nicht erforscht sind. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Enzyme als Biokatalysatoren viele<br />
neuartige bisher unbekannte Reaktionen ermöglichen. Daher erforscht die <strong>BASF</strong> intensiv neue Enzyme.<br />
Chemie trifft Biologie<br />
8 9
Weniger Phosphate durch Phytase (Natuphos) � Phytase hilft Schweinen und Geflügel, das Futter besser zu<br />
verwerten, indem gebundenes Phosphat freigesetzt und so für das Tier verfügbar wird. Dadurch wird die Ausscheidung<br />
von Phosphaten in der Gülle um etwa 30 Prozent reduziert. Dies vermindert die Belastung von Böden und<br />
Gewässern deutlich. Phytase wird fermentativ mit Hilfe des Pilzes Aspergillus niger produziert.<br />
Mehr Vitamin B 2 für Tiere � Vitamin B 2 sichert in der Tierernährung die Gesundheit und Leistungsfähigkeit der<br />
Tiere. Der Pilz Ashbya gossypii besitzt Enzyme, mit deren Hilfe er Vitamin B 2 produziert. <strong>BASF</strong>-Forschern ist es<br />
gelungen, die Gene zu identifizieren, die für die Produktion der Enzyme zuständig sind. Auf Basis dieser Forschungsergebnisse<br />
konnte die Vitamin B 2 -Ausbeute deutlich gesteigert werden.<br />
Weiße <strong>Biotechnologie</strong> —Projekte und Produkte<br />
In der Tierernährung wird bereits seit zwei Jahrzehnten Phytase<br />
genutzt. Es verbessert die Futterverwertung und reduziert die Aus-<br />
scheidung von Phosphaten. Das unter dem Handelsnahmen Natu-<br />
phos TM vertriebene Enzym zählt heute zu einem der bedeutendsten<br />
Enzymprodukte in der Tierernährung und wird weltweit eingesetzt.<br />
i<br />
Chirale Zwischenprodukte werden unter anderem als Bausteine oder<br />
Hilfsstoffe <strong>bei</strong> der Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe eingesetzt.<br />
Mittlerweile betreibt die <strong>BASF</strong> schon drei Produktionsanlagen mit einer<br />
Gesamtkapazität von über 4.500 Tonnen pro Jahr.<br />
Wie wird Vitamin B 2 produziert?<br />
Zur Produktion des Vitamins B 2 verwendet die <strong>BASF</strong> spezielle sterile Rührkessel, sogenannte Fermenter.<br />
Um das Vitamin herzustellen, wird zunächst der Pilz Ashbya gossypii zusammen mit verschiedenen Nährstoffen<br />
wie zum Beispiel Pflanzenöl in die Fermenter gegeben, damit er dort wachsen kann. Der Pilz vermehrt sich <strong>bei</strong><br />
optimaler Temperatur und Belüftung und produziert da<strong>bei</strong> größere Mengen Vitamin B 2 .Die <strong>BASF</strong> stellt auf diese<br />
Art jährlich über 1.000 Tonnen des Vitamins her.
Chirale Zwischenprodukte –ChiPros � Chirale Zwischenprodukte werden hauptsächlich <strong>bei</strong> der Herstellung<br />
von Medikamenten und Pflanzenschutzmitteln eingesetzt. Forscher der <strong>BASF</strong> können mit Hilfe von Enzymen<br />
chirale Amine, Alkohole und Säuren herstellen.<br />
Pilzprotein für den Alltag � Das wasserabweisende Protein Hydrophobin befindet sich auf der Haut von Pilzen.<br />
Hier sorgt es dafür, dass das Regenwasser gut abperlt. Biotechnologen der <strong>BASF</strong> haben das Gen, das für die Produktion<br />
des Hydrophobins zuständig ist, isoliert und auf das Bakterium E.coli übertragen. Damit ist die <strong>BASF</strong> das<br />
erste Unternehmen, das Hydrophobin in industriellen Mengen herstellen kann. Mögliche Anwendungsfelder –etwa<br />
in Reinigungsmitteln –werden derzeit geprüft.<br />
Milchsäurebakterien für die Körperpflege � Probiotische Milchsäurebakterien können in neuartigen Produkten<br />
für die Körperpflege und Mundhygiene eingesetzt werden. Die Lactobacillen gehen gegen Karieserreger vor, helfen<br />
Körpergeruch zu vermeiden und regenerieren die schützende Hautflora.<br />
Das Pilzprotein Hydrophobin sorgt dafür, dass Wasser auch<br />
auf Glasflächen besser abperlt. <strong>BASF</strong> ist das erste Unterneh-<br />
men, das Hydrophobin in industriellen Mengen herstellen kann.<br />
So wird der Verbraucher im Alltag von den besonderen Eigen-<br />
schaften dieses Naturstoffes profitieren können.<br />
Der Erreger von Karies, das Bakterium Streptococcus mutans, setzt<br />
sich hartnäckig an der Oberfläche von Zähnen fest. Probiotische Milch-<br />
säurebakterien verklumpen die Karieserreger zu größeren Aggregaten,<br />
die keinen Schaden mehr anrichten können und aus der Mundhöhle<br />
ausgespült werden.<br />
10 11
In der Pflanzenbiotechnologie dient Reis unter anderem als Modellpflanze. Erforscht wird,<br />
welches Gen in einer Pflanze für welche Eigenschaft verantwortlich ist.<br />
Pflanzenbiotechnologie —
In kaum einem anderen Forschungsgebiet wird heute so schnell neues Wissen erschlossen wie in der<br />
Pflanzenbiotechnologie. Bei der <strong>BASF</strong> ist die Forschung im Bereich Pflanzenbiotechnologie <strong>bei</strong> der <strong>BASF</strong><br />
Plant Science zusammengefasst. Hier werden Pflanzen für eine gesündere Ernährung, eine leistungsfähigere<br />
Landwirtschaft sowie für die Nutzung als nachwachsende Rohstoffe entwickelt.<br />
Über die Züchtung hinaus<br />
Schon vor über 10.000 Jahren hat der Mensch begonnen aus Wildformen Kulturpflanzen zu züchten, um sie<br />
seinen Bedürfnissen anzupassen. Durch traditionelle Zuchtmethoden wurde bereits viel erreicht. Dennoch geht<br />
auch heute noch weltweit rund ein Drittel der Ernte durch Krankheiten, Schädlinge oder Unkräuter verloren.<br />
Hinzu kommt eine wachsende Weltbevölkerung, die mehr Nahrungsmittel benötigt. Damit steigt auch der Bedarf<br />
an Futtermitteln für die Viehwirtschaft. Gleichzeitig wird die Nachfrage nach nachwachsenden Rohstoffen immer<br />
größer. Die Ackerfläche lässt sich jedoch kaum noch ausdehnen. Deshalb besteht eine große Herausforderung<br />
darin, sowohl hohe und qualitativ hochwertige Erträge zu sichern, als auch die landwirtschaftliche Produktion<br />
nachhaltig zu gestalten. Dazu kann die Gentechnik <strong>bei</strong>tragen.<br />
Denn anders als <strong>bei</strong> der konventionellen Züchtung, lassen sich <strong>bei</strong> der Gentechnik einzelne Gene gezielt<br />
übertragen, die den Kulturpflanzen neue Eigenschaften vermitteln.<br />
Pflanzenbiotechnologie in der <strong>BASF</strong><br />
Die <strong>BASF</strong> Plant Science entwickelt Pflanzen, die...<br />
... die Landwirtschaft leistungsfähiger machen –zum Beispiel widerstandsfähigere Sorten, die Trockenheit<br />
besser überstehen oder resistent sind gegenüber Krankheitserregern.<br />
... zu einer gesünderen Ernährung <strong>bei</strong>tragen –zum Beispiel durch eine optimierte Zusammensetzung<br />
ihrer Inhaltsstoffe.<br />
... als nachwachsende Rohstoffe genutzt werden können –zum Beispiel durch eine veränderte Stärkezusammensetzung<br />
in der Kartoffel.<br />
Pflanzen der nächsten Generation<br />
Das Potenzial der Pflanzenbiotechnologie ist heute <strong>bei</strong> weitem noch nicht ausgeschöpft. Bislang werden nur<br />
die gentechnisch veränderten Nutzpflanzen der ersten Generation mit verbesserten agronomischen Merkmalen<br />
wie Insektenresistenz oder Herbizidtoleranz kommerziell angebaut. Die Pflanzen der nächsten Generation befinden<br />
sich schon auf dem Weg inden Markt: In Zukunft sollen <strong>bei</strong>spielsweise Nutzpflanzen mit einem erhöhten<br />
Gehalt an Ölen, Stärke oder Vitaminen angebaut werden. Aber auch Nutzpflanzen mit einem höheren Ertrag<br />
und einer besseren Widerstandsfähigkeit gegenüber schwierigen Umweltbedingungen werden entwickelt.<br />
Diese Pflanzen sollen hochqualitative Lebens- und Futtermittel liefern oder als Quellen für nachwachsende<br />
Rohstoffe dienen.<br />
für eine grüne Zukunft<br />
12 13
Gesunde Fettsäuren aus Pflanzen � Für eine bessere und gesündere Ernährung forschen Wissenschaftler an<br />
Pflanzen mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren, so genannten Omega-3-Fettsäuren. Sie beugen Herz-Kreislauf-<br />
Erkrankungen vor. <strong>BASF</strong>-Forscher wollen die Gene für Omega-3-Fettsäuren aus Algen in andere Pflanzen wie<br />
Raps übertragen und so von diesen produzieren lassen. Das Öl soll in Lebensmitteln wie Joghurt oder Käse eingesetzt<br />
werden.<br />
Ein nachwachsender Rohstoff –Amflora � Durch die Pflanzenbiotechnologie können Pflanzen effektiver als<br />
nachwachsende Rohstoffe genutzt werden. Ein Beispiel sind Kartoffeln, die zur Herstellung von Stärke für die<br />
Papier-, Textil- und Klebstoffindustrie eingesetzt werden. Hier konnten <strong>BASF</strong>-Forscher den Anteil der erwünschten<br />
Stärkekomponente in den Kartoffeln auf nahezu 100 Prozent steigern. Das verbessert die Verar<strong>bei</strong>tungseigenschaften<br />
entscheidend: Mit der hochwertigeren Stärke lassen sich Produktionsprozesse <strong>bei</strong> der Weiterverar<strong>bei</strong>tung<br />
optimieren. Gleichzeitig hilft die gentechnisch verbesserte Kartoffel, Energie und Wasser zu sparen.<br />
Resistent gegen Pilze � Bei der pilzresistenten Kartoffel haben die Forscher Gene einer lateinamerikanischen<br />
Wildkartoffel auf eine Kulturkartoffel übertragen, sodass sie jetzt resistent gegen die Kraut- und Knollenfäule ist.<br />
Diese Kartoffelkrankheit führt weltweit jährlich zu Ernteeinbußen von etwa 20 Prozent.<br />
Pflanzenbiotechnologie —Projekte und Produkte<br />
Omega-3-Fettsäuren haben einen positiven Effekt auf die Gesund-<br />
heit. Da der menschliche Körper die Fettsäuren nicht ausreichend<br />
selbst herstellen kann, muss er sie mit der Nahrung aufnehmen.<br />
Die <strong>BASF</strong> optimiert das Erbgut von Ölpflanzen wie zum Beispiel<br />
Raps, damit sie die gesunden Fettsäuren selbst bilden können.<br />
Kartoffelstärke wird unter anderem <strong>bei</strong> der Herstellung von Garnen,<br />
Papier oder Klebstoff eingesetzt. In der Textilindustrie wird zum<br />
Beispiel das Garn vor dem Weben mit Kartoffelstärke beschichtet,<br />
um es reißfester zu machen.
i<br />
Pflanzen mit erhöhtem Ertrag � Ackerfläche und Wasser sind natürliche Ressourcen, die nicht unbegrenzt<br />
zur Verfügung stehen. Da jedoch die Weltbevölkerung immer weiter wächst, muss der Ertrag pro Fläche erhöht<br />
werden, um ausreichend Nahrungs- und Futtermittel produzieren zu können. Hinzu kommt der zunehmende<br />
Bedarf an Pflanzen, die als nachwachsende Rohstoffe, zum Beispiel für Biokraftstoff oder Biopolymere, genutzt<br />
werden können. Es ist daher notwendig, dass Pflanzen ertragreicher und die Ernten sicherer werden. Die<br />
<strong>BASF</strong> Plant Science forscht daher seit mehreren Jahren an Pflanzen, die einen höheren Ertrag und eine verbesserte<br />
Widerstandsfähigkeit zum Beispiel <strong>bei</strong> Trockenheit aufweisen. In diesem Bereich ar<strong>bei</strong>tet die <strong>BASF</strong> zudem<br />
seit März 2007 mit dem Pflanzenbiotechnologieunternehmen Monsanto zusammen. Die Kooperation betrifft die<br />
weltweit wichtigsten Nutzpflanzen: Mais, Soja, Baumwolle und Raps.<br />
Pflanzen mit erhöhter Trockentoleranz � Es gibt Pflanzen wie Kakteen und Moose, die von Natur aus in der<br />
Lage sind, in sehr heißen und sehr trockenen Klimazonen zu überleben. Die <strong>BASF</strong> erforscht die hierfür verantwortlichen<br />
Mechanismen und Strategien der Pflanzen, um mit den gewonnenen Erkenntnissen dann gegen Trockenheit<br />
gewappnete Nutzpflanzen wie Weizen, Mais und Soja zu entwickeln. Durch trockentolerante Pflanze lässt sich<br />
auch Wasser einsparen, da weniger künstliche Bewässerung erforderlich ist.<br />
Forschern der <strong>BASF</strong> ist es gelungen eine Kartoffel zu<br />
entwickeln, die gegen die Kraut- und Knollenfäule resistent<br />
ist. Verursacht wird die Krankheit durch den Schadpilz<br />
Phytophthora infestans. Der Erreger befällt das Kraut, aber<br />
auch die Knollen der Kartoffeln. Infizierte Knollen verfaulen<br />
nach der Ernte innerhalb kürzester Zeit.<br />
Um die Leistungsfähigkeit der Landwirtschaft zu erhöhen entwickelt<br />
die <strong>BASF</strong> Nutzpflanzen wie zum Beispiel Soja, die einen höheren<br />
Ertrag bringen und widerstandsfähiger gegenüber Trockenheit sind.<br />
Daten und Fakten in der Pflanzenbiotechnologie<br />
Weltweit bauen bereits mehr als zwölf Millionen Landwirte gentechnisch veränderte Pflanzen an. Weit verbreitet<br />
sind gentechnisch verbesserte Soja-, Mais-, Raps- und Baumwollpflanzen. Von weltweit insgesamt 1,4 Milliarden<br />
Hektar Ackerland wurden 2007 auf rund 114 Millionen Hektar gentechnisch optimierte Pflanzen angebaut.<br />
Den größten Anteil daran haben die Vereinigten Staaten: Hier wachsen die Pflanzen auf 57,7 Millionen<br />
Hektar Anbaufläche. In Südamerika verzeichnet Brasilien mit 30 Prozent den stärksten Zuwachs. Mittlerweile<br />
wachsen hier auf 15,5 Millionen Hektar gentechnisch verbesserte Pflanzen. In Europa werden diese Pflanzen<br />
in acht EU-Staaten angebaut. Spanien liegt da<strong>bei</strong> mit einer Anbaufläche von mehr als 75.000 Hektar vorn.<br />
14 15
Können durch gentechnisch veränderte Pflanzen oder durch die daraus hergestellten Lebensmittel Allergien<br />
auftreten? � Bei einer Genübertragung werden einzelne und gut charakterisierte Gene verwendet. Im<br />
Vergleich dazu wird das menschliche Immunsystem <strong>bei</strong>m Essen von neu eingeführten Pflanzen wie früher Kartoffeln,<br />
Reis, Mais oder neuerdings exotischen Früchten wie Kiwi oder Papaya mit Tausenden von neuen Eiweißen<br />
konfrontiert, die nie zuvor Bestandteil der Nahrung eines Europäers waren. Im Übrigen ist gerade dies ein Thema,<br />
<strong>bei</strong> dem der Verbraucher direkt von der Gentechnik profitieren wird. Mit Hilfe der Gentechnik wird esmöglich,<br />
vorhandene Allergene aus Lebensmitteln zu eliminieren.<br />
Trägt die <strong>Biotechnologie</strong> nicht zu einer weiteren Industrialisierung der Landwirtschaft <strong>bei</strong>? � Nein. Da<br />
die Pflanzen eingebaute Anpassungsmechanismen gegen Trockenheit, Krankheiten und so weiter besitzen, ist<br />
ihre Kultivierung mit weniger, nicht mit mehr Aufwand, das heißt Geräteeinsatz für den Landwirt verbunden. Kleinbauern<br />
können solche Pflanzen ebenso gut anbauen wie Landwirte auf großen Höfen. Auch für Nutzpflanzen mit<br />
verbesserten Inhaltsstoffen sind keine besonderen oder aufwändigeren Anbaumethoden erforderlich.<br />
Lässt sich mit der <strong>Biotechnologie</strong> der Welthunger beseitigen? � Hunger in den Entwicklungsländern hat<br />
unterschiedliche Ursachen: politische, weltwirtschaftliche, aber auch Ernteausfälle oder zu geringe landwirtschaftliche<br />
Produktivität in bevölkerungsreichen Ländern. Die Gentechnik wird nicht alle Probleme lösen. Aber: Sie ist<br />
wichtiger Teil einer umfassenden Lösung. Hierzu zählt auch die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität.<br />
In den vergangenen Jahrzehnten konnten beträchtliche Ertragsverbesserungen durch konventionelle Methoden<br />
in Züchtung und Pflanzenschutz erzielt werden. Weitere Produktivitätszuwächse sind ohne Gentechnik kaum zu<br />
erwarten.<br />
Kann das Ökosystem durch gentechnisch veränderte Pflanzen aus dem Gleichgewicht geraten?<br />
� Grundsätzlich sind die modernen Nutzpflanzen so sehr an die Bedingungen auf dem Feld angepasst, dass<br />
sie in der freien Natur kaum eine Überlebenschance besitzen. Nichtsdestotrotz werden die Auswirkungen gentechnisch<br />
veränderter Pflanzen auf die Umwelt gründlich untersucht, bevor diese für den kommerziellen Anbau zugelassen<br />
werden -hierzu sieht der Gesetzgeber sehr genaue Untersuchungen vor. Diese werden von Bundesbehörden<br />
(unter anderem Robert Koch-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen) streng überwacht. Eine<br />
gentechnisch veränderte Pflanze, die diesen Untersuchungen nicht standhält, wird nie in den kommerziellen<br />
Anbau gelangen.<br />
Fragen
!16 17<br />
Welches Risiko besteht, wenn gentechnisch veränderte Pflanzen auf wildwachsende Pflanzen auskreuzen?<br />
� Beim Anbau bestimmter Nutzpflanzen spielt das Thema Auskreuzung keine Rolle, da zum Beispiel die<br />
Kartoffel in Europa keine wildwachsenden verwandten Arten hat. Findet –<strong>bei</strong> anderen Nutzpflanzen –ineinigen<br />
Fällen eine Auskreuzung auf wildwachsende Arten statt, ist nicht davon auszugehen, dass sich die neuen Merkmale<br />
in den wildwachsenden Pflanzen durchsetzen.<br />
Was ist der entscheidende Vorteil von gentechnisch veränderten Pflanzen? � Die Gentechnik hilft uns,<br />
Pflanzen mit besonderen Eigenschaften auszustatten, die wir mit herkömmlicher Züchtung kaum erzielen könnten.<br />
Solche Eigenschaften sind zum Beispiel verbesserte Inhaltsstoffe wie ungesättigte Fettsäuren sowie Trocken-,<br />
Salz- oder Kälteresistenz. Auch die Widerstandskraft gegenüber Krankheiten kann mit Hilfe der Gentechnik wirkungsvoll<br />
gesteigert werden. Schließlich können mit gentechnisch veränderten Pflanzen hochwertige Substanzen<br />
ganz einfach auf dem Feld hergestellt werden. Das schont Ressourcen und spart Kosten.<br />
Was geschieht, wenn gentechnisch veränderte Mikroorganismen in die Umwelt gelangen? � Bei den<br />
fermentativen Verfahren setzt die <strong>BASF</strong> ausschließlich Mikroorganismen der Sicherheitsstufe 1ingeschlossenen<br />
Systemen ein. Mikroorganismen der Sicherheitsstufe 1stellen kein Risiko für Mensch und Umwelt dar.<br />
Wie stark schätzt die <strong>BASF</strong> die Nachfrage der Verbraucher nach biotechnologisch hergestellten Produkten<br />
ein? � Verbraucher werden immer Produkte kaufen, die für sie einen neuen, zusätzlichen Nutzen haben. Und<br />
dies ist <strong>bei</strong>spielsweise der Fall <strong>bei</strong> Nahrungsmitteln mit einem höheren Anteil an Fettsäuren. Wir gehen davon aus,<br />
dass der Markt für gesündere Lebensmittel in den kommenden Jahren deutlich wachsen wird.<br />
Die Gentechnik ist eine junge Wissenschaftsdisziplin. Wie können langfristige Risiken abgeschätzt<br />
werden? � Das Abschätzen unterschiedlicher Risiken ist ein sehr wichtiger Teil des Technologiemanagements,<br />
das wir <strong>bei</strong> der <strong>BASF</strong> seit Jahrzehnten erfolgreich betreiben. Wir beschäftigen uns nur mit solchen Themen in<br />
der Forschung und Entwicklung, <strong>bei</strong> denen wir überzeugt sind, dass die entwickelten Produkte für Mensch und<br />
Umwelt sicher sind.<br />
Antworten
Daten und Fakten<br />
Die <strong>Biotechnologie</strong> hilft, die Herausforderungen der Zukunft zu meistern.<br />
Die <strong>Biotechnologie</strong> eröffnet Chancen in Ar<strong>bei</strong>tsgebieten wie Pflanzenzüchtung, Pflanzenschutz, Feinchemie und<br />
Veredlungschemikalien.<br />
Die <strong>Biotechnologie</strong> hilft, in der Produktion Rohstoffe und Energie zu sparen.<br />
Die <strong>BASF</strong> ar<strong>bei</strong>tet im Bereich der Pflanzenbiotechnologie und der Weißen <strong>Biotechnologie</strong>.<br />
Die Pflanzenbiotechnologie und die Weiße <strong>Biotechnologie</strong> zählen zu den fünf Wachstumsclustern der <strong>BASF</strong>.<br />
Patente: Etwa 500 aktive Patente im Bereich Pflanzenbiotechnologie<br />
und Weiße <strong>Biotechnologie</strong><br />
Umsatz (2007): Rund 300 Millionen Euro<br />
(mit teilweise oder vollständig biotechnologisch hergestellten Produkten)<br />
Pflanzenbiotechnologie: Die Aktivitäten der <strong>BASF</strong> im Bereich der Pflanzenbiotechnologie<br />
sind in der <strong>BASF</strong> Plant Science GmbH zusammengefasst.<br />
Pflanzenbiotechnologie Tochterunternehmen: metanomics in Berlin,Deutschland<br />
SunGene in Gatersleben, Deutschland<br />
DNA LandMarks in Montreal, Kanada<br />
Crop Design in Gent, Belgien<br />
Plant Science Sweden, Schweden<br />
<strong>BASF</strong> Plant Science LLC in North Carolina, USA<br />
Ames in Iowa, USA<br />
Kooperationen in der Pflanzenbiotechnologie: Weltweit über 30 Kooperationen mit Forschungsinstituten, Universitäten<br />
und <strong>Biotechnologie</strong>unternehmen<br />
Kooperationen in der Weißen <strong>Biotechnologie</strong>: Weltweit über 50 Kooperationen mit Universitäten<br />
(zum Beispiel in Graz (Österreich), Stuttgart (Deutschland),<br />
Manchester (England) und Sydney (Australien)) und Forschungseinrichtungen,<br />
sowie Technologiefirmen wie Verenium (USA) und BRAIN (Deutschland)<br />
Weiße <strong>Biotechnologie</strong>: Die <strong>BASF</strong> nutzt die Weiße <strong>Biotechnologie</strong> in den Unternehmensbereichen<br />
Care Chemicals und Intermediates, um zum Beispiel Enzyme und<br />
chirale Zwischenprodukte zu produzieren.<br />
Forschungsetats für 2006-2008 Pflanzenbiotechnologie: mehr als 400 Millionen Euro<br />
Weitere Information: www.basf.de/biotechnologie<br />
Weiße <strong>Biotechnologie</strong>: 160 Millionen Euro
ASF<br />
Glossar<br />
Aminosäure<br />
Aminosäuren sind organische Säuren mit<br />
einer oder mehreren Amino-Gruppen. Sie<br />
sind die Bausteine der Proteine. Insgesamt<br />
20 Aminosäuren werden vor allem für den<br />
Aufbau von Proteinen verwendet.<br />
Amylopektin, Amylose<br />
Amylose und Amylopektin sind Komponenten<br />
der Kartoffelstärke. Amylopektin wirkt verdickend,<br />
Amylose hingegen gelierend. In<br />
einigen Anwendungen wird nur Amylopektin<br />
benötigt, in anderen ist es umgekehrt. Eine<br />
Trennung ist mit hohem Energieaufwand<br />
verbunden.<br />
Ashbya gossypii<br />
Der Pilz Ashbya gossypii ist ein Kleinstlebewesen,<br />
das in seinem Stoffwechsel Vitamin<br />
B 2 produziert. Diese Herstellungsweise des<br />
Vitamins ist effizienter als die chemische<br />
Synthese. Die Leistungsfähigkeit von Ashbya<br />
gossypii wurde durch Gentechnik noch<br />
weiter gesteigert.<br />
Biokatalyse<br />
Die Biokatalyse verwendet Enzyme zur<br />
Beschleunigung von chemischen Reaktionen.<br />
Diese laufen häufig <strong>bei</strong> milden Bedingungen,<br />
das bedeutet in Wasser und <strong>bei</strong> Temperaturen<br />
zwischen 20 und 40 Grad Celsius. Als so<br />
genannte Biokatalysatoren werden sowohl<br />
isolierte Enzyme als auch ganze Zellen verwendet.<br />
<strong>Biotechnologie</strong><br />
<strong>Biotechnologie</strong> ist die gezielte Anwendung<br />
von Mikroorganismen, Pflanzen, Zellkulturen<br />
oder isolierten Enzymen um chemische,<br />
landwirtschaftliche und pharmazeutische<br />
Produkte herzustellen.<br />
Chirale Produkte<br />
Viele chemische Substanzen für Medikamente<br />
oder Pflanzenschutzmittel kommen in zwei<br />
Formen vor, die einander spiegelbildlich gleichen<br />
wie die rechte Hand der linken. „Bild“ und<br />
„Spiegelbild“ können vollkommen unterschiedliche<br />
Wirkungen haben; so wird die eine Form<br />
der Aminosäure Asparagin als Süßkraftverstärker<br />
eingesetzt, während die andere als bitter<br />
empfunden wird.<br />
Desoxyribonukleinsäure (DNS/DNA)<br />
Die DNS dient als genetischer Informationsspeicher.<br />
Sie ist ein doppelsträngiges<br />
Makromolekül, das aus Zucker- und Phosphorsäureestern<br />
und damit verknüpften (Nuclein-)<br />
Basen besteht. Die DNS befindet sich im<br />
Zellkern der eukaryontischen Zellen und im<br />
Cytoplasma der Bakterienzellen.<br />
Enzym<br />
Enzyme sind Proteine, die biologische Vorgänge<br />
als Katalysatoren ermöglichen oder<br />
beschleunigen, ohne da<strong>bei</strong> selbst verändert<br />
zu werden. Der Name vieler Enzyme endet<br />
auf „ase“ wie zum Beispiel Phytase.<br />
Fermentation<br />
In der <strong>Biotechnologie</strong> ist die Fermentation die<br />
Umsetzung von nachwachsenden Rohstoffen<br />
wie Zucker oder Pflanzenölen mit Hilfe<br />
von Bakterien, Pilzen oder Zellkulturen zu<br />
Wertprodukten wie zum Beispiel Vitamin B 2 .<br />
Fermenter<br />
Behälter oder Apparate zur Durchführung<br />
von biochemischen Reaktionen mit Mikroorganismen.<br />
In der Regel sind Fermenter<br />
geschlossene Behältnisse aus Edelstahl,<br />
in denen sich die Mikroorganismen in einer<br />
Nährlösung befinden.<br />
Gen<br />
Ein bestimmter Abschnitt auf der DNS, der<br />
der Zelle die Informationen für die Herstellung<br />
eines Proteins liefert.<br />
Gentechnik<br />
Die Gentechnik ist eine Disziplin der <strong>Biotechnologie</strong>.<br />
Mit molekularbiologischen,<br />
chemischen und physikalischen Methoden<br />
können Gene identifiziert, untersucht und<br />
im Labor neu kombiniert werden.<br />
Hydrophobin<br />
Hydrophobin ist ein spezielles Eiweiß, das<br />
von Pilzen wie Champignons gebildet wird.<br />
Dank dieses Proteins perlt das Wasser von<br />
den Schirmen besonders gut ab. <strong>BASF</strong><br />
ist das erste Unternehmen weltweit, dass<br />
dieses Protein mit Hilfe von gentechnischen<br />
veränderten Bakterien im Labor herstellt.<br />
Katalysator<br />
Ein Katalysator ist ein Stoff, der eine<br />
chemische Reaktion beschleunigt, ohne<br />
da<strong>bei</strong> selbst verbraucht zu werden.<br />
18 19<br />
Pflanzenbiotechnologie<br />
Teilgebiet der <strong>Biotechnologie</strong>, <strong>bei</strong> dem die<br />
klassische Züchtung durch Methoden aus<br />
der Molekularbiologie und Biochemie optimiert<br />
wird. So können Pflanzen für eine leistungsfähigere<br />
Landwirtschaft, eine gesündere<br />
Ernährung sowie für die Nutzung als nachwachsende<br />
Rohstoffe entwickelt werden.<br />
Stoffwechsel<br />
Als Stoffwechsel –oder auch Metabolismus<br />
–bezeichnet man sämtliche biochemischen<br />
Vorgänge in einem Organismus, etwa die<br />
Umwandlung der Nahrung in körpereigene<br />
Proteine oder in Blutzucker. Stoffwechselvorgänge<br />
kommen in jedem Lebewesen vor.<br />
Stresstoleranz<br />
Trockenheit, Kälte oder salzhaltige Bödenverhindern,<br />
dass Nutzpflanzen optimal wachsen<br />
können. Diese ungünstigen Bedingungen<br />
bezeichnet man auch als „Stress“. Die Gentechnik<br />
kann dazu <strong>bei</strong>tragen, Pflanzen gegen<br />
diesen „Stress“ widerstandsfähiger zu machen.<br />
Vitamine<br />
Organische Verbindungen, die von höher<br />
entwickelten Lebewesen normalerweise<br />
nicht gebildet werden können. Da sie im<br />
Stoffwechsel wirksam sind, müssen sie<br />
über die Nahrung zugeführt werden.<br />
Weiße <strong>Biotechnologie</strong><br />
Die Weiße <strong>Biotechnologie</strong> –auch Industrielle<br />
<strong>Biotechnologie</strong> genannt –nutzt Mikroorganismen<br />
und Enzyme zur Herstellung von<br />
chemischen Produkten. Methoden der Weißen<br />
<strong>Biotechnologie</strong> sind die Fermentation und<br />
Biokatalyse.<br />
Züchtung<br />
In der klassischen Züchtung wird durch<br />
Auswahl geeigneter Kreuzungspartner<br />
versucht, Pflanzen mit gewünschten Eigenschaften<br />
zu versehen. Das Ergebnis ist<br />
jedoch vom Zufall abhängig. Die moderne<br />
<strong>Biotechnologie</strong> kann die Organismen ganz<br />
gezielt mit Merkmalen ausstatten.
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