Broschüre 2004 zum Download (pdf | 1994,28 KB) - H. Wilhelm ...

KRAMER
Ich komme zurück zu dem pH-Wert. Sie haben
uns die Abhängigkeit der Wachstumsrate von der
Essigsäurekonzentration gezeigt, einmal im Schüttelkolben,
einmal im Bioreaktor. Wurden diese Versuche
bei konstantem pH-Wert durchgeführt, vor allem im
Schüttelkolben?
MÄRKL
Ja, in dem Fall hat man mit einem starken Puffer
gearbeitet. Aber im Schüttelkolben ist das schwierig,
weil man ja keine Sonde drin hat, das genau zu überprüfen.
Wir haben am Anfang gemessen und zum
Schluss, und haben gesehen, dass der pH einigermaßen
konstant blieb. Aber so präzise, wie das im
Fermenter möglich ist, ist das hier nicht möglich.
KRAMER
Noch eine Zusatzfrage: Die Wachstumsgeschwindigkeit
ist ja auch sehr stark von der Dichte abhängig,
vor allem im Schüttelkolben. Ich denke da an den
Sauerstofftransfer. In welchen Konzentrationen wurde
das gemessen?
MÄRKL
Im Schüttelkolben haben wir niedrige Konzentrationen
genommen, um ausreichend Sauerstoffversorgung
zu machen. Aber auch da ist es so, dass wir
keine Sauerstoffsonde im Schüttelkolben haben und
so genau nicht wissen, wie die Sauerstoffversorgung
ist. Wir haben das nur rechnerisch eben so eingestellt,
dass es ausreichen müsste, aber das ist auch ein
schwacher Punkt. Was auch unterschiedlich ist, ist
die mechanische Belastung. Nicht dass die Zellwand
direkt Schaden nimmt. Bei E-coli ist die sehr stabil,
aber es können sich irgendwelche Schutzschichten
oder so etwas aufbauen. Wir wissen es nicht.
KRAMER
Sie haben gerade zum Anfang die hoch zelldichte
Fermentation E-coli gezeigt. Was ist da eher ins Limit
gekommen, die Sauerstoffversorgung oder die Zufuhr
der Nährstoffe und die Abfuhr der Stoffwechselendprodukte.
MÄRKL
Also, bei Sauerstoffversorgung muss man eben so
versorgen, dass das nicht limitiert, sonst würde man
das ja nicht mathematisch beschreiben können. Wir
machen das so, dass wir erst mit Luft begasen, und
dann mit zunehmender Dichte graduell auf Sauerstoff
umstellen und in der letzten Phase wird dann mit reinem
Sauerstoff begast. Das Experiment, das wir hier
gesehen haben, habe ich selber abgesetzt und habe die
letzte halbe Stunde noch zugeschaut. Ich habe dann
beobachtet, dass bei dieser Dichte, bei über 175 g/
Liter, plötzlich die Sauerstoffblasen Schwierigkeiten
haben, hochzusteigen. Da fängt dann, wenn man von
unten begast, eine gewisse Flotationsneigung an, und
dann haben wir abgebrochen.
BLAUT
Ich fand das sehr faszinierend, was Sie uns hier
vorgestellt haben. Wissen Sie schon mehr, ob dieser
Faktor, auch wenn Sie ihn einsetzen bei einer normalen
Kultur, die eine niedrige Dichte hat, das Wachstum
begrenzen kann? Ist das eine Signalsubstanz? Es
gibt ja dieses Quorum Sensing. Es werden bestimmte
Gene an- und abgeschaltet in den zellulären Prozessen.
Können Sie mit diesem Faktor, den Sie ja wahrscheinlich
inzwischen isoliert haben, wenn Sie den in
eine Kultur geben, die noch keine hohe Dichte hat,
ein Stoppen des Wachstums auslösen?
MÄRKL
Das ist genau das Vorgehen, dass wir erst versuchen,
rauszukriegen, was es ist. Dann schmeißen wir
den Stoff in eine Kultur, die noch ganz gut wächst,
und schauen, was passiert. Das ist auch bei den Leuten,
die das Quorum Sensing messen, ähnlich. Mit
E-coli haben wir solche Versuche schon gemacht. Bei
dem Pyrococcus ist es so, dass das Ganze sich ohnehin
bei niedrigen Zelldichten abspielt, weil dort die
Produktion von diesem hypothetischen Stoff so stark
ist, dass man nicht zu hohen Zelldichten kommt, da
dieses limitierende Quorum Sensing-Signal schon
viel früher kommt. Ob jetzt der Stoff mengenmäßig
größer ist oder ob die Wirkung größer ist, kann man
nicht auseinander halten.
167