LOEWE Jahresbericht 2012 - Hessisches Ministerium für ...

LOEWE-Schwerpunkt Insektenbiotechnologie
Partner Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) (Federführung), Goethe-Universität Frankfurt
am Main (GU), Technische Hochschule Mittelhessen (THM), Fraunhofer-Institut für
Molekularbiologie und Angewandte Oekologie (IME) Aachen, Max-Planck-Institut für
chemische Ökologie in Jena (assoziiert)
Koordinator Prof. Dr. Andreas Vilcinskas, Justus-Liebig-Universität Gießen
Homepage www.insekten-biotechnologie.de
> Aufbauphase
Förderzeitraum 1. Januar 2011 – 31. Dezember 2013
Landesförderung 4.500.000 Euro
2011 999.656 Euro
2012 1.500.000 Euro
2013 2.000.344 Euro
Die karibische Fruchtfliege – ein bedeutender invasiver
Agrarschädling (Copyright: Dr. Marc F. Schetelig)
114 115
Leitziele
Als Insektenbiotechnologie oder Gelbe Biotechnologie wird die Nutzung von Insekten für die Entwicklung
neuer Produkte und Dienstleistungen bezeichnet. Mit ca. 1,2 Millionen Arten sind Insekten die evolutionär
erfolgreichste Organismengruppe. Viele Arten sind in der Lage, in mikrobiell hochbelasteten Umgebungen
zu leben oder schwer abbaubare und für andere Organismen giftige Substrate als Nahrung zu nutzen.
Grundlage für die Besetzung oft extremer ökologischer Nischen ist ein einzigartiges Repertoire an molekularen
Werkzeugen, das für biotechnologische Anwendungen erschlossen werden soll. Der LOEWE-
Schwerpunkt Insektenbiotechnologie ist deutschland- und europaweit der erste Forschungsverbund in
diesem Emerging Field, das in jüngster Zeit vor allem in China, Japan und Südkorea prosperiert. Zur
Fortsetzung der Forschungsaktivitäten sowie der Verstetigung der aufgebauten hochinnovativen wissenschaftlichen
Infrastruktur soll der LOEWE-Schwerpunkt Insektenbiotechnologie unter Einbindung mehrerer
zum Teil bereits identifizierter Industriepartner und Nachwuchsgruppen nach 2013 in ein gleichnamiges
LOEWE-Zentrum überführt werden. Als wichtigstes strukturelles Ziel soll im Rahmen der Aktivitäten des
geplanten LOEWE-Zentrums am Standort Gießen das erste Fraunhofer-Institut in Mittelhessen mit einem
2017 fertig zustellenden Neubau eingerichtet werden.
Wissenschaftliche Ziele / Publikationsziele
Untersucht werden sollen Anwendungsmöglichkeiten von Insektenmolekülen in den Bereichen Medizin
(Rote Biotechnologie), Pflanzenschutz (Grüne Biotechnologie) und industrielle Biotechnologie (Weiße
Biotechnologie). Avisiert wurden für das Jahr 2012 zwölf Publikationen in Fachjournalen sowie die Präsentation
von Ergebnissen auf acht Konferenzen.
Bisherige Ergebnisse
Wissenschaftliche Ergebnisse / Publikationen
Identifizierte Moleküle mit Anwendungspotenzial in der Medizin umfassten verschiedene antimikrobielle
Peptide, ein Protein zur Neutralisierung bakterieller Virulenzfaktoren sowie Enzyme mit potentiell wundheilungsfördernder
Wirkung. Außerdem wurden Insektenmodelle als Ersatz für Versuche an Wirbeltieren
entwickelt. Für die Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten wurden gegen wichtige Schadpilze wirksame
Peptide untersucht. Daneben wurden hochspezifische nützlingsschonende Verfahren zum Schutz vor Schadinsekten
erprobt. Für die industrielle Herstellung von Proteinen und Peptiden wurden Verfahrensoptimierungen
unter Verwendung von Insektenzellen durchgeführt. Im Rahmen von Arbeiten zur Bereitstellung
Bienenzucht zur Entwicklung von Biosensoren
(Fotograf: Jan Hosan)
von Enzymen zur Konservierung und Modifikation von Lebensmitteln wurden Gluten- und Reisproteinabbauende
Enzyme gefunden.
Mit 27 Fachartikeln, 20 Konferenzbeiträgen und zwei Patentanmeldungen wurden die Zielvereinbarungen
übertroffen. Insbesondere die Teilnahme am XXIV. International Congress of Entomology in Süd korea, dem
wichtigsten Fachsymposium im Bereich Insektenbiotechnologie, zeigte die internationale Konkurrenzfähigkeit
des LOEWE-Schwerpunkts.
Organisation
Die Bearbeitung der verschiedenen Teilprojekte in enger Kooperation mit der am Standort Gießen neu
eingerichteten Fraunhofer-Projektgruppe „Bio-Ressourcen“ erwies sich als geeignet, um die erwarteten
Synergieeffekte auszulösen. Durch die Projektgruppe wurde nicht nur eine hochspezialisierte Technologieplattform
zur Verfügung gestellt, sondern auch die administrative Anbindung an die Fraunhofer-Gesellschaft
sowie die Nutzung ihres wissenschaftlichen Netzwerkes und ihrer Industriekontakte gewährleistet.
Durch Anmietung weiterer Labor- und Büroräume wurde die der Projektgruppe zur Verfügung stehende
Fläche auf 800 m 2 verdoppelt. Ein für die Errichtung des geplanten Fraunhofer-Instituts geeignetes Grundstück
wurde gemeinsam mit Vertretern der JLU und der Stadt Gießen identifiziert. Für Anfang 2013 wurde
ein auf Schloss Rauischholzhausen abzuhaltender internationaler Workshop Antimicrobial Peptides and
their Evolution geplant.
Personal
Im Berichtszeitraum wurden aus der LOEWE-Förderung sowie aus weiteren Drittmitteln finanzierte Stellen
für 13 Postdoktoranden, 21 Doktoranden, fünf wissenschaftliche Mitarbeiter und zwei nicht-wissenschaftlichen
Mitarbeiter besetzt. Aus Eigenmitteln der beteiligten Universitäten wurden Stipendien bzw. Stellen
für insgesamt elf Doktoranden geschaffen (acht von der Justus-Liebig-Universität Gießen, eine von der
Goethe-Universität Frankfurt, zwei von der Technischen Hochschule Mittelhessen). Ein bemerkenswerter
Personalzuwachs von neun auf 14 Postdoktoranden im Zeitraum Ende 2011 bis Ende 2012 wurde durch
ein Kooperationsprojekt mit dem Industriepartner Dow AgroSciences (USA) ermöglicht.