Eine Braunalge im Wasser. Die Lebewesen enthalten Zuckermoleküle, die in Ethanol und andere Stoffe umgewandelt werden können. © Bio Architecture Lab, Inc.

An den Treibstoff E 10 gewöhnen sich die Autofahrer langsam, zwischen 15 und 20 Prozent der Kunden kaufen ihn, behaupten Aral und Shell . Der Markt für Biosprit wächst –  auf immer mehr Feldern gedeiht Getreide für die Energiegewinnung, in Deutschland werden drei Prozent des Ertrags zu Kraftstoff verarbeitet. Das hat auch Nachteile, denn erstmals seit 1987 war die deutsche Getreideernte im vergangenen Sommer zu gering, um den Eigenbedarf zu decken. Bis zu zwei Millionen Tonnen müssten nach Berechnungen des Agrarstatistiker Georg Keckel importiert werden. Auch um derartige Probleme zu umgehen, suchen Wissenschaftler weltweit nach neuen Formen der Bioenergie. Dabei weichen sie auch aufs Meer aus, um Treibstoff zu produzieren.

Für den Biotechnologen Yasuo Yoshikuni gehören Braunalgen zu den nachhaltigsten Quellen für Biotreibstoff: "Sie haben einen hohen Zuckergehalt und konkurrieren nicht mit Grundnahrungsmitteln um Anbaufläche oder Wasser. Große Aquafarmen sind ökologisch verträglich", sagt er. Braunalgen werden als Nahrungsmittel genutzt, zum Beispiel im Sushi. Außerdem werden sie in der Kosmetikindustrie verwendet. Zur Kraftstoffgewinnung konnten sie bisher nicht effektiv genutzt werden. Denn wichtige Bestandteile der Algen, Alginate, können nur schwer gespalten werden.

Getunte Bakterien

Doch Wissenschaftler um Yoshikuni haben nun Bakterien genetisch so verändert, dass sie aus Alginaten Ethanol und andere Ausgangsstoffe für Kraftstoff produzieren. Die Forscher, die an der Universität von Washington und in dem kalifornischen Privatlabor Bio Architecture Lab in Berkeley arbeiten, haben ihre Ergebnisse nun im Magazin Science veröffentlicht.

Für die Treibstoffherstellung haben die Forscher Kolibakterien getunt. Die Mikroben werden häufig in der Industrie eingesetzt, etwa um Insulin zu produzieren. Je nachdem, was die Bakterien leisten sollen, setzt man ihnen verschiedene Gene ein, die sie dazu befähigen. Yoshikuni und seine Kollegen bedienten sich dabei aus dem Gensatz der Wasserbakterien Vibrio splendidus , die in der Natur Braunalgen zersetzen. Nach dem Ausschlussprinzip identifizierten sie diejenigen Gene in den Wasserbakterien, die Alginate verarbeiten. Anschließend schleusten sie verschiedene Kombinationen nacheinander in die Kolibakterien ein und gaben ihnen Alginate zur Nahrung. Verhungerten sie, reichte ihre genetische Ausstattung nicht zum Alginatverdauen, vermehrten sie sich, waren die wichtigen Gene dabei.

Noch ein paar weitere Stoffwechselgene bekamen die Kolibakterien. Dann konnten sie die Alginate spalten und daraus Ethanol herstellen, das direkt als Treibstoff dienen kann. Auch Pyruvat produzierten sie aus den Algen, das ein wichtiger Ausgangsstoff für andere Treibstoffe wie etwa Butanol ist. Die Braunalgen-Bakterienmischung der Forscher enthielt nach gut sechs Tagen einen Ethanolgehalt von 4,7 Prozent, soviel wie ein durchschnittliches Pils.