Mikroorganismen sind immer bestens an ihre natürliche Umgebung angepasst. Die Evolution hat dafür gesorgt, dass sie die verfügbaren Nährstoffe effizient nutzen können und darüber hinaus gegen schädliche Einflüsse gewappnet sind (nach Charles Darwin’s: „Survival of the Fittest”). Aber was passiert, wenn Biotechnologen ganz neue Stoffwechselwege in Mikroorganismen einbauen, um damit z. B. alternative Nährstoffquellen für die biotechnologische Produktion nutzbar zu machen?
Eine bioökonomische Nutzung von Pflanzen und anderen Organismen zur Produktion von nachhaltigen Ressourcen wird durch die genetischen Grundlagen der Organismen beeinflusst. Die Erzeugung von Daten über Genome und auch von Daten zu der aktiven Ausprägung des Genoms (seiner „Expression“) ist deshalb wichtig, um die dahinterliegenden Prozesse zu verstehen und zu verbessern oder an den Bedarf der bioökonomischen Nutzung anzupassen wie z. B. in der Züchtung oder Auswahl von geeigneten Nutzpflanzen. Komplexe Daten, die bei Untersuchungen von Genomen und seiner Ausprägung entstehen, müssen in Datenbanken und durch Visualisierungen verwaltet, verknüpft und interpretierbar gemacht werden. Das alles leistet die Bioinformatik mit verschiedenen Techniken, Algorithmen und Programmen, am IBG-4 zum Beispiel in der Forschung zur Nutzung von Pflanzen zur Gewinnung speziellen industriell interessanten Pflanzeninhaltsstoffen in dem Projekt TaReCa.
Forscher des IBG-3 kombinieren im deutsch-äthiopischen Projekt ClimEtSan ökologische Sanitärversorgung, Kompostierung und Biokohletechnologie in Äthiopien. Es geht darum herauszufinden, ob mit diesem Ansatz zu Kreislaufwirtschaft und angepaßter Technologie Ernährungssicherung und Klimaschutz verknüpft werden können.
Um Erdöl durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen, werden landwirtschaftliche Flächen für den Anbau der Biomassepflanzen gebraucht. Gehen diese Flächen für die Nahrungsmittelproduktion verloren? Das ist nicht der Fall, wenn anspruchsarme Pflanzen auf Böden wachsen, die für die Nahrungsmittelproduktion ungeeignet sind. Im BioSC-Projekt AP3 arbeiten Wissenschaftler des IBG-2 an Konzepten zur Nutzung mehrjähriger Stauden als Rohstoffquelle für Chemikalien und Materialien.
Biotechnologie arbeitet im Verborgenen. Die Produkte von Biotech-Firmen kann man selten im Laden kaufen. Aber für die Herstellung unglaublich vieler Supermarkt-Produkte – zum Beispiel im Bereich Lebensmittel, Getränke, Nahrungsergänzungsstoffe oder Waschmittel – wird Biotechnologie gebraucht. Die Biotechnologie-Branche liefert hierfür chemische Grundstoffe, pharmazeutische Substanzen, Enzyme oder Zellkulturen. Tierfutter enthält biotechnologisch produzierte Nahrungsergänzungsstoffe, Waschmittel beinhaltet biotechnologisch hergestellte Enzyme, Vitamine werden mit Hilfe von Mikroorganismen hergestellt und die meisten Milchprodukte sind ohne den Einsatz mikrobieller Kulturen oder Enzyme gar nicht denkbar, geschweige denn alkoholische Getränke. Die Liste der Branchen, die auf biotechnologische Produkte und Prozesse angewiesen sind, lässt sich problemlos erweitern: Chemie, Pharmazie, Materialherstellung, Landwirtschaft, Treibstoffproduktion und vieles mehr.