Hefen gewinnen in zahlreichen Bereichen der Biotechnologie zunehmend an Bedeutung – von der Herstellung moderner Medikamente über Anwendungen in der Lebensmittelindustrie bis hin zur Produktion technischer Enzyme. Bereits heute wird etwa jedes fünfte Biopharmazeutikum (z.B. Impfstoffe gegen Hepatitis B oder HPV) mithilfe von Hefen hergestellt, gleichzeitig wächst die Nachfrage nach biotechnologisch produzierten Proteinen weltweit stetig. Damit zählen Hefen heute zu den wichtigsten biotechnologischen Produktionssystemen in den Life Sciences.
Was zu Beginn der Forschungen von Brigitte Gasser im Jahr 2017 noch als sehr schwierig galt wird heute bereits umgesetzt: Hefen produzieren in industriellen Bioreaktoren gezielt Proteine, ohne dafür kontinuierlich wachsen zu müssen.
Ein echter Paradigmenwechsel, denn die durch stetiges Wachstum entstehende Biomasse ist aus Sicht der Produktion letztlich Abfall. Können Hefen die gewünschten Proteine weitgehend ohne dieses unerwünschte Wachstum herstellen, spart das nicht nur Energie und Kosten, sondern reduziert auch den Bedarf an aufwändigen technischen Lösungen für Belüftung und Kühlung am „Arbeitsplatz“ der Hefen, dem Bioreaktor.
Die intensive Grundlagenforschung im CD-Labor für Wachstumsentkoppelte Proteinproduktion in Hefe widmete sich insbesondere der Translation, also jenem Prozess, bei dem genetische Information in Proteine übersetzt wird. Dabei konnte gezeigt werden, dass gezielte Eingriffe in die Translationsmaschinerie einer Zelle möglich sind und sich dadurch Wachstum und aktiver, selektiver Transport von Proteinen aus einer Zelle heraus erfolgreich voneinander entkoppeln lassen.
Für den Unternehmenspartner Lonza AG sind die im CD-Labor erforschten Methoden und Mechanismen von großer Bedeutung. Das Unternehmen stellt seinen Kunden Expertise und Infrastruktur für biotechnologische Produktionsprozesse zur Verfügung, und kann das neue Wissen bereits heute externen Partnern aus unterschiedlichen Branchen anbieten. Damit gelangen die Erkenntnisse aus dem CD-Labor rasch in die wirtschaftliche Anwendung und leisten einen wichtigen Beitrag dazu, Proteine nachhaltig, in hoher Qualität und in großen Mengen herzustellen.
Preisträgerin Brigitte Gasser:„CD-Labors sind etwas ganz Besonderes, da sie es ermöglichen langfristig an einem Thema zu forschen. Durch die Erschließung neuer Fragestellungen und Methoden konnten wir die Biologie der Hefe Komagataella phaffii maßgeblich vorantreiben und zugleich praxistaugliche Ansätze für die industrielle Proteinproduktion entwickeln. Durch die Zusammenarbeit mit dem Unternehmenspartner blieb dabei stets auch die Anwendung im Blick.
Für die Sichtbarkeit meiner Forschungsgruppe war das CD-Labor ein Katalysator: durch die über 100 veröffentlichten Beiträge auf Konferenzen und in Fachzeitschriften wurde die Sichtbarkeit unseres Fachgebiets erhöht, internationale Netzwerke wurden ausgebaut, und es gelang, weitere nationale und europäische Projekte erfolgreich einzuwerben. Zugleich bot das CD-Labor einen exzellenten Rahmen für die Ausbildung und Karriereentwicklung für die nächste Generation an hochqualifizierten Wissenschaftler*innen. Insgesamt hat das CD-Labor maßgeblich zu meiner wissenschaftlichen Profilbildung beigetragen und die nachhaltige Wirkung meiner Forschung deutlich gestärkt.“
Yves Balmer, Director R&D Microbial Biopharma, Lonza AG:„Das CD-Labor bot den idealen Rahmen, um gemeinsam mit einer international renommierten Hefe-Forschungsgruppe ein ambitioniertes, wissenschaftlich anspruchsvolles und zugleich industrienahes Konzept zu erforschen. Für Lonza ergeben sich daraus konkrete Wettbewerbsvorteile durch effizientere, robustere und potenziell kostengünstigere Produktionsprozesse sowie eine Stärkung der technologischen Führungsposition.“
Christoph Pfeifer, Vizerektor für Forschung und Innovation der BOKU University: "CD-Labors sind ein wesentlicher Motor für anwendungsnahe Exzellenzforschung an der BOKU University. Sie verbinden industrielle Partner mit Spitzenforschung, generieren Grundlagenwissen und verknüpfen dieses mit angewandter Forschung. Dadurch werden der Technologietransfer gestärkt, die internationale Sichtbarkeit erhöht, hochqualifizierte Fachkräfte ausgebildet und Drittmittel für strategische Zukunftsfelder gesichert.
In einem dieser Zukunftsfelder erforschen Prof.in Brigitte Gasser und ihr Team, wie sich die Proteinsynthese in biotechnologisch genutzten Hefen von deren Wachstum entkoppeln lässt. Die gewonnenen Erkenntnisse ebnen den Weg zu nachhaltigen Produktionsplattformen und stärken die Führungsrolle der BOKU in der industriellen Biotechnologie – zum unmittelbaren Nutzen von Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft."
Über den CDG-Preis für Forschung und Innovation
Der CDG-Preis für Forschung und Innovation ist mit insgesamt 40.000 Euro dotiert und zeichnet aktive oder ehemalige Leiter*innen von Christian Doppler Labors (CD-Labors) oder Josef Ressel Zentren (JR-Zentren) aus, die den Grundgedanken der Christian Doppler Forschungsgesellschaft in herausragender Weise umsetzen konnten: Exzellente Erkenntnisse in der anwendungsorientierten Grundlagenforschung und darauf aufbauend die Stärkung der Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmenspartner. Damit unterstreichen sie zugleich die hohe Bedeutung der Christian Doppler Forschungsgesellschaft für die langfristige Sicherung des Wissenschafts- und Wirtschaftsstandorts Österreich.
