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Jülicher Forscher:innen vom Europäischen Forschungsrat hochrangig ausgezeichnet

Jülich, 17. März 2022 – Millionenförderung für Jülicher Wissenschaftler:innen: Der Europäische Forschungsrat gab heute offiziell bekannt, dass Prof. Nick Wierckx vom Institut für Bio- und Geowissenschaften einen der renommierten Consolidator Grants erhält. Für sein Projekt zu gezielt genetisch modifizierten, lösungsmitteltoleranten Pseudomonas-Bakterien werden ihm und seinem Team über einen Zeitraum von fünf Jahren Team rund 2 Millionen Euro Fördermittel zur Verfügung gestellt. Ein Starting Grant geht an Dr. Jenna Poonoosamy vom Institut für Energie- und Klimaforschung. Für das Projekt GENIES, mit dem sie im Rahmen der Dekarbonisierung von Energiesystemen hydrogeochemische Prozesse unter Beteiligung einer Gasphase untersucht, erhält sie in den nächsten fünf Jahren rund 1,5 Millionen Euro.

Robuste Spezialisten für nachhaltige Chemikalien-Herstellung

Fossile Chemikalien zu ersetzen und durch Mikroorganismen nachhaltig produzieren zu lassen, ist schon lange ein Ziel der Synthetischen Biologie. Nicht gelungen ist dies bisher für aromatische wasserabweisende Kohlenwasserstoffe wie Styrol oder Benzol, da diese zu giftig für die Bakterien sind. Das will Prof. Nick Wierckx im Projekt PROSPER ändern, und zwar mit gezielt genetisch modifizierten, lösungsmitteltoleranten Pseudomonas-Bakterien.

Eine Vielzahl von Chemikalien lässt sich mithilfe von Mikroorganismen synthetisch erzeugen. Ein grundsätzliches Problem dabei ist jedoch die "Produktionstoleranz", also die Toleranz der Bakterien gegenüber der produzierten Chemikalie. Ist die neue Substanz giftig, schädigt sie meistens auch die Mikroorganismen, die sie herstellen.

Nick WierckxProf. Nick Wierckx
Copyright: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau

Einige Spezialisten unter den Bakterien haben jedoch eine Toleranz gegenüber giftigen Chemikalien entwickelt. Welche Prozesse dafür verantwortlich sind, will Nick Wierckx vom Jülicher Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Biotechnologie, im Projekt PROSPER an lösemitteltoleranten Pseudomonas-Bakterien untersuchen. Mit diesen Erkenntnissen will er eine Pseudomonas-Variante entwickeln, die eine höhere Toleranz gegenüber der Produktion von hydrophoben Lösungsmitteln wie Styrol, Ethylbenzol und Benzol aufbaut. Diese Produkte sind besonders interessant, weil sie eine sehr geringe Wasserlöslichkeit aufweisen und sich daher eigenständig aus einer wässerigen Lösung abtrennen.

Weltweit werden jährlich über 80 Millionen Tonnen Benzol und Styrol als Lösemittel, Zusatz in Treibstoffen oder in der Kunststoffherstellung in vielen Bereichen der chemischen Industrie eingesetzt. Die ringförmig aufgebauten, wasserabweisenden Kohlenwasserstoffe sind jedoch giftig für viele Lebewesen.

Mit dem Bakterium Pseudomonas hat Nick Wierckx schon viel Erfahrung. Da es sehr robust ist, überlebt es selbst in einer Umgebung mit hohen Werten an Schad- und Giftstoffen. Daher wird es auch eingesetzt, wenn es zum Beispiel darum geht, kontaminierte Böden zu säubern. Pseudomonas wird von Nick Wierckx und seinem Team auch eingesetzt, um Plastikabfälle abzubauen. (s. effzett:

Hydrochemischen Prozessen im Untergrund auf der Spur

Im Rahmen der internationalen Bemühungen um eine Dekarbonisierung der Energiesysteme ist die verstärkte Nutzung des Untergrunds unumgänglich. Die intensive Nutzung des Untergrunds für die Speicherung z. B. von Kohlendioxid und Wasserstoff oder die Gewinnung z. B. von Erdwärme kann zur Destabilisierung des Untergrunds und zum Austritt von Schadstoffen ins Grundwasser führen. Dabei sind ein fundiertes Verständnis der mit diesen Aktivitäten verbundenen gekoppelten hydrogeochemischen Prozesse sowie Instrumente zur zuverlässigen Vorhersage ihrer Auswirkungen erforderlich. Dies erfordert detaillierte Einblicke in die Mineralauflösung und -ausfällung, wobei die besondere Herausforderung darin besteht, diese Prozesse in Gegenwart einer Gasphase angemessen zu beschreiben.

Jenna Poonoosamys Projekt GENIES zielt darauf ab, diese Wissenslücke zu schließen, indem es modernste Lab-on-a-Chip-Experimente, d. h. miniaturisierte (mikrofluidische) Experimente, mit innovativen mikroanalytischen in Operando-Techniken kombiniert, um neue Erkenntnisse über hydrogeochemische Prozesse unter Beteiligung einer Gasphase zu gewinnen. Die im Rahmen von GENIES entwickelten reaktiven Stofftransportmodelle werden verbesserte Prognosen des Transports von Schadstoffen ermöglichen und Ungewissheiten bei der Bewertung der Integrität unterirdischer Speicher- und Gewinnungssysteme verringern.

Personen

Prof. Nick Wierckx studierte bis 2002 Biologie mit dem Schwerpunkt Molekularbiologie an der Universität in Leiden, Niederlande, und promovierte anschließend an der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO). Schon als Doktorand entwickelte er die lösungsmitteltolerante Art Pseudomonas putida S12, mit denen Phenol und andere Aromate aus Glukose hergestellt werden können. Im Jahr 2011 wechselte er als Forschungsgruppenleiter an die RWTH Aachen, wo er 2013 eine Emmy Noether-Arbeitsgruppenleitung übernahm. Er konzentriert sich seitdem auf die Nutzung und Untersuchung von Bakterien und Pilzen zur Herstellung industriell relevanter Chemikalien aus erneuerbaren Grundstoffen. Seit Oktober 2018 arbeitet er am Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Biotechnologie, des Forschungszentrums Jülich und ist gleichzeitig W2-Professor an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf.

Dr. Jenna Poonoosamy studierte Physikalische Chemie und Radiochemie an der Universität Paris-Saclay und der Ecole Normal Superieure Paris-Saclay in Frankreich. Sie arbeitete am Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) und bei der Kommission für alternative Energien und Atomenergie (CEA) in Frankreich, bevor sie am Paul-Scherrer-Institut in der Schweiz promovierte. Seit 2016 ist sie als Wissenschaftlerin am Institut für Energie- und Klimaforschung: Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit im Forschungszentrum Jülich tätig. Im selben Jahr etablierte sie eine Kooperation mit dem Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Biotechnologie und transferierte deren Lab-on-a-Chip-Methodik auf ihr Forschungsgebiet. Seit 2019 ist sie zudem Gastdozentin an der Universität Bonn.

ERC Grants

Mit den Consolidator Grants fördert der Europäische Forschungsrat herausragende Projektvorschläge von Wissenschaftler:innen zwischen 7 und 12 Jahren nach der Promotion. Der Consolidator-Grant liegt damit unter den Fördermittel-Linien des ERC zwischen den Starting Grants, die an Nachwuchswissenschaftler:innen am Karrierebeginn vergeben werden, und den Advanced Grants für etablierte Forscher:innen. Die personengebundenen Förderungen gelten als die prestigeträchtigsten Auszeichnungen der europäischen Forschungslandschaft. Bei den mehrstufigen Auswahlverfahren ist die Konkurrenz groß: In der aktuellen Ausschreibungsrunde gab es über 2650 Bewerbungen. Der ERC bewilligte diesmal 313 Consolidator Grants – davon 105 an Wissenschaftlerinnen – mit einer Gesamtsumme von 632 Millionen Euro.

Weitere Informationen:
Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Biotechnologie (IBG-1)
Institut für Energie- und Klimaforschung, Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit (IEK-6)

Pressekontakt:
Annette Stettien
Tel.: 02461 61-2388
E-Mail: a.stettien@fz-juelich.de