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Region im Aufbruch - NanoBiotechnologie soll Profil schärfen

17.05.2000 - (idw) Universität des Saarlandes

Am Aufbau einer Nanobiotechnologie-Region arbeiten Wissenschaft, Wirtschaft und Politik im Saarland und Rheinland-Pfalz.
Partner in Luxemburg und Elsass-Lothringen stehen für grenzenlose Zusammenarbeit in der Region.
Mit dem NanoBioNet bewerben sich die Teilnehmer auf deutscher Seite um Millionen-Förderung als "Bioprofil" durch das BMBF.

(Gemeinsame Pressemitteilung (stellvertretend für alle Beteiligten) der Universität des Saarlandes, des saarländischen Wirtschaftsministeriums und der Zentrale für Produktivität und Technologie Saar e.V. (ZPT).)

Studien zufolge werden Bio-, Nano- und Informationstechnologie die tragenden Säulen der Wirtschaft im 21. Jahrhundert sein. Vom millionstel Millimeter kleinen Nanoroboter bis hin zum DNA-Chip werden diese Technologien Entwicklungen ermöglichen, die heute noch utopisch sind. Besonders hoch werden die Zukunftsaussichten von Forschungen über die Grenzen der drei Disziplinen hinweg gehandelt - wie bei der Nanobiotechnologie, einem Gebiet, auf dem in der Region in den letzten Jahren besonderes Know how entwickelt wurde (siehe unten).
Mit dem Ziel, dieses Know how auszubauen und sich auf dem Markt zu positionieren, arbeiten Ministerien, Forschungseinrichtungen, Unternehmen und weitere Partner aus dem Saarland und Rheinhessen-Pfalz gemeinsam mit Partnern in Luxemburg und Elsass-Lothringen daran, die vorhandenen Ressourcen und Kompetenzen im NanoBioNet zu bündeln.
Durch die Zusammenarbeit sollen die Wege zwischen Forschung und Wirtschaft verkürzt und ausgebaut werden. Das entstehende Netzwerk soll Nährboden für die etablierte Firmenlandschaft, vor allem aber auch für künftige Unternehmensgründungen bilden.

Eingebunden in diese Initiative sind bislang neben zahlreichen Wissenschaftlern der Universitäten des Saarlandes und Kaiserslautern renommierte Forschungsinstitute, 22 kleine, mittlere und große Unternehmen der unterschiedlichsten Sparten - von Textil, Lebensmittel bis hin zu Medizintechnik - sowie 19 weitere Partner wie z.B. Patentanwaltskanzleien, Risikokapital-Gesellschaften, Technologietransfer-Einrichtungen und Wirtschaftsministerien der Regionen.
Koordiniert wird die Initiative von der Zentrale für Produktivität und Technologie Saar e.V. (ZPT), die im Wesentlichen vom saarländischen Wirtschaftsministerium und der IHK Saarland getragen wird.
Die wissenschaftliche Leitung liegt bei den Instituten für Experimentalphysik und für Humangenetik der Universität des Saarlandes.

Die Nanobiotechnologie ist der "gemeinsame Nenner" im Netzwerk. In diesem interdisziplinären Gebiet geht es um Forschung und Entwicklung auf der Schnittfläche von Biotechnologie und Nanotechnologie. Die Biotechnologie umfasst die medizinische, biologische und pharmazeutische Forschung. Die Nanotechnologie stellt die Instrumente und Verfahren, die nicht nur einen Blick in die Welt der millionstel Millimeter (Nano = zwergenhaft) und damit größeres Verständnis der in diesem Bereich vorkommenden Phänomene ermöglicht.
Vor allem eröffnen sie im Bereich des "Mikrokosmos" auch Analyse und Zugriff.
Durch den Einsatz modernster physikalischer Methoden wird so die Erforschung und gezielte Nutzung von Biomolekülen möglich.
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit des NanoBioNet wird sich besonders auf die Anwendungsfelder der Lebensmittel- und Textilindustrie sowie der biomedizinischen Materialien konzentrieren. Von den gewonnenen Erkenntnissen erwarten die Spezialisten aber auch neue Ansätze etwa für die Agrarwissenschaften, Materialforschung, Elektronik oder Sensorik, denn zahlreiche Forschungsergebnisse werden Auswirkungen auf eine Vielfalt weiterer Bereiche haben.

Anstehender und aktuell zu bewältigender Schritt im NanoBioNet ist es nun, eine die Zusammenarbeit ermöglichende Infrastruktur zügig auf- und auszubauen, um so die Wege für Synergien durch Vernetzung zu ebnen. Daher müssen jetzt neue, unbürokratische Strukturen zwischen den Disziplinen geschaffen werden.

Mit dem Profil hat sich die Region Saarland - Rheinhessen - Pfalz im Regionen-Wettbewerb "BioProfile" um Fördergelder beworben, die beim weiteren Ausbau helfen sollen. Insgesamt 100 Millionen will das Bundesforschungsministerium in drei Regionen investieren, die spezielle Profile in besonders zukunftsfähigen Anwendungsfeldern aufweisen.
Ende Juni 2000 werden in einer Vorauswahl 20 Vorhaben ausgewählt, die dann innerhalb eines halben Jahres ein Konzept erstellen müssen, mit dem sie in den Wettstreit um die drei besten Regionen und jeweils 33 Millionen Mark eintreten.

· Hinweis: Am 21. und 22. 9. findet in Saarbrücken im Haus der Saarwirtschaft ein europäischer Technologie-Transfertag zum Thema Nanobiotechnologie statt.

Sie haben noch Fragen?
Dann setzen Sie sich bitte in Verbindung mit folgenden Ansprechpartnern:
Wissenschaftliche Leitung:
· Prof. Uwe Hartmann und Dr. Rainer Hanselmann (Tel: 0681/302-3798)
Institut für Experimentalphysik, Universität des Saarlandes
· Prof. Eckart Meese und Dr. Ruth Maria Maas (Tel: 06841/ 16-6038)
Institut für Humangenetik, Universität des Saarlandes
Koordination der Initiative:
· Dr. Petra Zalud und Dr. Hanno Wittig (Tel: 0681/ 95 20-4 52)
Abteilung Technologietransfer der Zentrale für Produktivität und Technologie Saar e.V. (ZPT)

Anlage
zu Region im Aufbruch / NanoBiotechnologie soll Profil schärfen

Fachliches Profil und Leistungsfähigkeit der in der Region Saarland-Rheinhessen-Pfalz vorhandenen biotechnologisch orientierten Forschungsinstitute, Hochschulen und
Wirtschaftsunternehmen


Die Nanobiotechnologie ist charakterisiert durch eine hohe Interdisziplinarität und setzt eine sehr enge Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern (Molekularbiologen, Pharmazeuten, Physikern, Biochemiker), Medizinern und Ingenieuren auf hohem Niveau voraus. Um nanobiotechnologisches Wissen in neue Produkte, Verfahren und Dienstleistungen umsetzen zu können, müssen sowohl biotechnologisches als auch nanotechnologisches Know-how vorhanden sein. Diese Kompetenzen der Region werden im folgenden unter besonderer Berücksichtigung der bereits aktiven Institutionen im Bereich der Nanobiotechnologie dargestellt.

In der Region Saarland-Rheinhessen-Pfalz sind vielfältige Kompetenzen vorhanden, die der klassischen Biotechnologie und Molekularbiologie zuzuordnen sind. Die biotechnologische Ausrichtung der Universität Kaiserslautern zeigt sich in der Einrichtung des Institutes für Biotechnologie und Wirkstoff-Forschung (IBWF), das sich vorrangig mit der Identifizierung von Naturstoffen und ihrer biotechnologischen Herstellung befaßt, wobei hier auch die Prozeßtechnik einen Schwerpunkt darstellt. Die biotechnologische Prozeßtechnik und das mikrobielle Screening nach biotechnologisch relevanten Aktivitäten steht auch im Mittelpunkt der Forschung am Institut für Angewandte Mikrobiologie der Universität des Saarlandes (UdS). Das Institut für Angewandte Molekularbiologie an der UdS beschäftigt sich mit der Aufklärung von Struktur und Wirkung antimykotischer Toxine, der Entwicklung neuer Lebendimpfstoffe auf Basis rekombinanter Hefen sowie mit der Expression und Sekretion medizinisch/pharmazeutisch interessanter Proteine in Hefen. Die molekularbiologische Kompetenz der Universität des Saarlandes wird dokumentiert durch die Einrichtung von zwei Sonderforschungsbereichen (SFB 399, Molekularpatholgie der Proliferation und SFB 530 Räumlich-zeitliche Interaktion zellulärer Signalmoleküle) am Standort Homburg. Durch die gemeinsame Antragstellung und Durchführung des SFB 530 ist es gelungen, die Kooperation zwischen den beiden Universitäten Saarbrücken und Kaiserslautern weiter auszubauen. In den molekularbiologisch arbeitenden Gruppen werden modernste Methoden angewandt. So werden am Institut für Humangenetik am Standort Homburg routinemäßig DNA-Chips zur Analyse der differentiellen Genexpression eingesetzt.

Eine Reihe biotechnologisch orientierter Forschungseinrichtungen der Region bearbeitet interdisziplinäre Projekte, in die Aspekte der Materialwissenschaften einfließen. Ein Grenzgebiet zwischen Biologie und Technik steht im Mittelpunkt der Forschung am Lehrstuhl für Technische Biologie und Bionik der UdS und beinhaltet die technische Umsetzung und Anwendung von Konstruktions-, Verfahrens- und Entwicklungsprinzipien biologischer Systeme. Weiterhin beschäftigt sich das Institut für Pharmazeutische und Medizinische Chemie in Saarbrücken mit evolutivem Moleküldesign von Enzymen und Enzyminhibitoren mit Hilfe bakterieller Display-Verfahren. Physikalische Eigenschaften von Einzelmolekülen stellen am Institut für Biochemie der UdS einen Schwerpunkt dar. Hier werden grundlegende Mechanismen des intramolekularen Elektronentransfers untersucht, um die Basis für zukünftige, bioelektronische Bauteile zu schaffen. Das Institut für Technische Biochemie Saarbrücken entwickelt Mikroreaktorsysteme zum Screening biochemischer Umsetzungen, die als Sensoren eingesetzt werden können.
Im außeruniversitären Bereich stellt das Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik (IBMT) in St. Ingbert ein international renommiertes Institut dar, welches sich vor allem im Bereich Biosensorik, Zellaggregationsmodelle und Ansiedlung von Zellen auf strukturierten Oberflächen etabliert hat. Der massive Aufbau biotechnologischer Kompetenz wird zur Zeit auch am Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken zusammen mit mehreren Instituten der Universität des Saarlandes in dem neuen Schwerpunkt "Bioinformatik" verfolgt.

Die bereits stattfindende Fokussierung der Region auf die Nanobiotechnologie zeigt sich unter anderem in der Neubesetzung der Professur für Technische Physik an der Universität Kaiserslautern durch Frau Prof. Ziegler. Die Forschungsgebiete und Kompetenzen ihrer Arbeitsgruppe im Bereich Nanobiotechnologie liegen in der Entwicklung von Neurochips, in der Untersuchung biomolekularer Wechselwirkungen und damit verbundenen Affinitätssensoren sowie in der Verbesserung der Biokompatibilität von Dentalwerkstoffen durch hämokompatible Beschichtungen. Daneben entstand in den vergangenen beiden Jahren in Saarbrücken eine enge Verzahnung von Molekularbiologie und Experimentalphysik, die der Universität des Saarlandes bereits internationale Beachtung im Bereich der Nanobiotechnologie eingetragen hat. Die interdisziplinäre Vorgehensweise führte zur Einrichtung eines molekularbiologischen Labors in den Räumen der Experimentalphysik. Auf der Basis dieser neu geschaffenen Infrastruktur ergaben sich nationale und internationale Kooperationen, insbesondere mit dem Shanghai Institut für Kernforschung. Bemerkenswert sind auch die Aktivitäten des Institutes für Biopharmazie und Pharmazeutische Technologie der UdS, das sich mit dem Transport von Arzneistoffen über biologische Barrieren beschäftigt. Dabei kommen Nanopartikeln, die Arzneistoffe stabilisieren und den Transport durch Ankopplung biologischer Moleküle steuern können, eine besondere Rolle zu. Derartige Modelle und Untersuchungen haben bereits 1998 zur Ausgründung der Firma "Across Barriers GmbH" geführt, die neben Absorptionsstudien auch die Verbesserung des Arzneistofftransportes durch "drug delivery systems" anbietet. Neben den genannten Einzelinstituten besteht an der Universität des Saarlandes seit 1998 ein von der Landesregierung gefördertes Netzwerk aus eng kooperierenden Arbeitsgruppen (Biologisch komponierte Materialien und Systeme; BKMS), welches sich durch hohe Interdisziplinarität auszeichnet. Ein weiteres nanobiotechnologisch orientiertes Verbundprojekt, an dem Institute der Universität des Saarlandes und mehrere industrielle Partner beteiligt sind, beschäftigt sich mit der "Entwicklung innovativer Mikroreaktoren zur frühen Identifizierung industriell relevanter Enzymreaktionen".
Das international renommierte Institut für Mikrotechnik Mainz (IMM) verfügt über ein sehr breites technologisches Repertoire, um der Wirtschaft neue nanobiotechnologische Verfahren und Komponenten zur Verfügung zu stellen. So werden vom IMM beispielsweise funktionalisierte Rastersonden entwickelt, die als Detektoren für biochemische Prozesse eingesetzt werden können. Die nanobiotechnologische Ausrichtung der biologischen Forschung in der antragstellenden Region wird in hervorragender Weise durch die vorhandenen Institute unterstützt, die sich mit nanotechnologischen Fragestellungen beschäftigen. Während im Institut für Experimentalphysik der UdS die Entwicklung und Optimierung nanoanalytischer Verfahren im Zentrum steht, befaßt sich die Theoretische Physik der UdS mit der Analyse von Nanomaschinen und intramolekularen Vorgängen. Aus dem Institut für Experimentalphysik ist bereits die Ausgründung AµS GmbH hervorgegangen, deren Schwerpunkte in der Entwicklung von Nanoanalytikverfahren und in der Meßtechnik liegen. Mit der Herstellung von Nanopartikeln für die Industrie beschäftigt sich das Institut für Physikalische Chemie in Saarbrücken. Im Vordergrund steht dabei die Herstellung nanokristalliner Metalle und Oxide mit kontrollierter Teilchengröße. Von erheblicher Bedeutung für die nanotechnologische Kompetenz in der Region ist die Beteiligung der Universität des Saarlandes und der Universität Kaiserslautern an einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung initiierten überregionalen Kompetenzzentrum für Nanotechnologie "Funktionalität durch Chemie", welches ein Netzwerk von 114 Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft darstellt. Die Universität des Saarlandes ist darüber hinaus an einem weiteren Kompetenzzentrum des BMBF für Nanotechnologie beteiligt, das sich mit der "Nanoanalytik" befaßt. Ebenfalls an der Universität Saarbrücken existiert seit 1994 der SFB 277, in dem die Synthese und die Charakterisierung ober- und grenzflächen-bestimmter neuer Materialien im Mittelpunkt stehen, deren charakteristische Eigenschaften sich primär aus der Nanostruktur ergeben.
Im außeruniversitären Bereich existiert in der Region das "Blaue Liste" Institut für Neue Materialien (INM), Saarbrücken. Das INM kombiniert die anorganisch-chemische Synthese mit der Nanotechnologie und macht dadurch die Produktion neuer Materialien auf dem molekularen und nanoskalierten Level möglich. Einen weiteren Schwerpunkt des INM stellen die Biomaterialien i.e. Biokeramik, biokompatible Oberflächen sowie bionische und biomimetische Materialien dar. Aus diesem Institut sind bislang drei Ausgründungen, "nanogate", "Nano-X" und "Nanosol" hervorgegangen, die die kommerzielle Nutzung der Nanotechnologie bereits erfolgreich realisiert haben.

Die Region hat sich zum Ziel gesetzt, die bisher erarbeiteten Kompetenzen auf dem jungen Gebiet der Nanobiotechnologie gezielt weiter auszubauen und durch enge Zusammenarbeit mit der Wirtschaft weitere neue Impulse für anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung zu geben. Notwendige Kompetenzen und Strukturen in Wissenschaft und Wirtschaft ergänzen sich in idealer Weise und stellen die Voraussetzung zur Etablierung eines international konkurrenzfähigen Nanobiotechnologiestandortes dar.


Kontakt:
Prof. Uwe Hartmann
Institut für Experimentalphysik
Universität des Saarlandes
Tel: 0681/302-3798
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