Prof. Dr. Wolfgang Streit

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Prof. Dr. Wolfgang Streit

Universität Hamburg
Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften; Fachbereich Biologie; Institut für Pflanzenwissenschaften und Mikrobiologie; Mikrobiologie und Biotechnologie

Prof. Dr. Wolfgang Streit

Universität Hamburg
Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften; Fachbereich Biologie; Institut für Pflanzenwissenschaften und Mikrobiologie; Mikrobiologie und Biotechnologie

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Für die Initiierung und Beschleunigung biochemischer Prozesse gelten Enzyme als Hilfsmittel par excellence: Ohne diese Proteine, die als Biokatalysatoren reagieren, würden weder essenzielle Verfahren in der Lebensmittelindustrie noch in der Chemie-, Pharma- oder Bioindustrie gelingen. Dabei sind solche Enzyme von besonderer Bedeutung, die konstant mit gleichbleibender Qualität arbeiten und zugleich möglichst zielgerichtet und effizient wirken. Professor Streit erforscht an der Universität Hamburg jene Beschleuniger und sucht als Mikrobiologe und Biotechnologe intensiv nach neuen Enzymen, die verbesserte Eigenschaften bieten, indem er biochemische Stoffwechselprozesse und die Genetik von Bakterien analysiert. Ein Fokus seiner Arbeit liegt dabei unter Einbeziehung von ‚omics‘-Verfahren auf der funktionalen Metagenomik nicht-kultivierbarer Organismen. Darüber hinaus untersucht Professor Streit sowohl Biofilme als auch die Interaktion zwischen Zellen, um auf diese Weise nachhaltig neue Anwendungsfelder für Bakterien bzw. deren Enzyme zu erschließen.

Mikroorganismen als nachhaltige Müllabfuhr für den Plastikabfall

Im Kontext der Nachhaltigkeit stellt sich Professor Streit anhand seiner Forschungsarbeit einer der größten globalen Herausforderungen: Mithilfe eines von ihm kürzlich identifizierten Enzyms ließe sich das Recycling von Plastik möglicherweise revolutionieren. Die Zersetzung von Polyethylenterephthalat (PET), die im Falle einer gängigen PET-Flasche normalerweise mehrere hundert Jahre beansprucht, könnte sich durch das von Professor Streit erkannte Enzym deutlich verkürzen. Auf diese Weise würden Mikroorganismen das für die Umwelt verheerende Plastik einfach ‚zerfressen‘.

Neben neuen Enzym-Entdeckungen möchte Professor Streit das Anwendungspotenzial bereits bekannter Enzyme nicht nur transparenter, sondern auch verfügbar machen. Folglich veröffentlichte er Anfang 2019 im Rahmen des ERA-IB Kooperationsprojekts ‚MetaCat‘ eine Kollektion von ungefähr 600 Proteinen, die allesamt als robuste Biokatalysatoren einsetzbar sind. Ein Großteil der global existierenden Enzyme liege aber laut Wolfgang Streit weiterhin verborgen, wodurch sich ihr enormes Potenzial lediglich erahnen lasse. Auf ihrer Suche nach weiteren Nutzungsmöglichkeiten analysieren Expert:innen wie Professor Streit deshalb nach wie vor die Genomik innerhalb der Biodiversität.

Biofilme: Nützliche Helfer für die Industrie

Im Mittelpunkt seines zweiten Forschungsschwerpunktes stehen für Professor Streit Biofilme, die sich zukünftig gewinnbringend in industrielle Prozesse integrieren ließen. Dies gilt beispielsweise für die Produktion von Mikroalgen, die für verschiedene Branchen Raum für unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten eröffnen: So können Mikroalgen als Baumaterial, Düngemittel, Nahrungsergänzungsmittel oder sogar als Klimaretter zunehmend interessant sein. Bei der Algenproduktion können spezifizierte Biofilme beispielsweise die elementare Versorgung der Algen mit wichtigen Vitaminen übernehmen.

Die Algenproduktion ist jedoch nur ein exemplarisches Beispiel für die Anwendung von Biofilmen: Die örtlich fixierten Enzyme innerhalb von Biofilmen lassen sich zudem einsetzen, um an sensiblen Oberflächen eine Ausbreitung von ungewollten Mikroorganismen zu reduzieren oder sogar zu vermeiden. Dadurch ergeben sich beispielsweise im Packaging Design, in der Abwasserreinigung oder bei medizinischen Produkten nahezu universale Einsatzmöglichkeiten. Neben der Entwicklung dieser Biofilme umfasst ein weiterer Teilbereich der Forschung von Professor Streit die Untersuchung des Verhaltens einzelner Bakterien, die innerhalb einer Kolonie ihre Spezifika verändern. Dieses auf die Interaktion zwischen den Bakterien zurückzuführende Phänomen bietet ein zusätzliches Nutzungspotenzial, das Professor Streit ebenfalls zugänglich macht.

Langfristige Forschungskooperationen sind entscheidend für Erfolge in der Mikrobiologie

Professor Streit forscht anwendungsorientiert im breiten Feld der Mikrobiologie zu Biofilmtechnologien, funktioneller Metagenomik sowie zur Interaktion zwischen Zellen. Dafür steht ihm ein europaweit einzigartiges Labor mit modernster Ausstattung zur Verfügung. Dank seiner langjährigen Erfahrung in internationalen Kooperationsprojekten mit namhaften Unternehmen besitzt Professor Streit ein ausgeprägtes Verständnis für aktuelle Herausforderungen der Industrie. Er arbeitet sehr reflektiert, gründlich und stets zielorientiert. An einem Austausch hinsichtlich aktueller Herausforderungen ist Professor Streit genauso interessiert wie an langfristigen Kooperationen oder nachhaltiger Auftragsforschung.

Aktuelle
Forschungsprojekte /
Aktivitäten

MarBioTech: Entwicklung einer Toolbox für die Erschließung der marinen Biodiversität nicht-kultivierter Mikroorganismen

Marine Organismen stellen eine weitgehende unerschlossene Ressource für die Gewinnung hochwertiger Biomoleküle für die Biotechnologie, Pharmazie und andere Bio-basierte Industrien dar. Daher sollen im MarBioTech Projekt von Professor Streit neue und innovative Instrumente sowie Technologien entwickelt werden, um die marine Biodiversität der Ozeane funktions-basiert zu analysieren und zu erschließen. Hierfür sollen im Labor aktivitätsbasierte Durchmusterungen erfolgen, wertvolle Biomoleküle ermittelt und einer Verwertung zugeführt werden. Als Ressource sollen z.B. Mikrobiome von Meeresalgen, Quallen und Biofilme aus Fischfarmen eingesetzt werden. Die Zielmoleküle umfassen dringend benötigte Enzyme, die an dem marinen Plastikabbau beteiligt sind – aber auch andere für die Biotechnologie wichtige Enyzme beinhalten.

SuReMetS: Von nachhaltigen Ressourcen zu neuartigen marinen Nutrazeutika für die Behandlung des metabolischen Syndroms

In dem Projekt SuReMetS werden neuartige marine Wirkstoffe aus verschiedenen Ressourcen nutzbar gemacht. Als Ausgangsmaterial dienen hierbei z.B. nicht ausreichend genutztes Material von Fisch, sowie Mikro- und Makroalgen (Meeresalgen). Um dies zu erreichen, werden neuartige Enzyme zur besseren Verarbeitung des Materials, um Zugang zu den wertvollen Inhaltsstoffen zu erlangen, untersucht. SuReMetS ist ein innovatives Projekt der marinen Biotechnologie, das modernste Methoden und die Entwicklung neuer Technologien einsetzt und darüber hinaus Forschung mit hohem Kommerzialisierungspotenzial für die marinen Ressourcen verbindet.

AquaHealth: Mikroalgen und deren Mikrobiome sind eine natürliche Ressource zur Vorbeugung als auch Behandlung von Krankheiten in Aquakulturen

Die Aquakultur ist einer der am schnellsten wachsenden Lebensmittelsektoren der Welt. Um eine kontinuierliche, effiziente und nachhaltige Produktion zu gewährleisten, ist eine vorbeugende Behandlung gegen Krankheiten unerlässlich.

Das AquaHealth Projekt von Professor Streit hat zum Ziel natürliche bioaktive und präbiotische Stoffe aus Mikroalgen und deren Mikrobiomen zu erforschen und diese zur präventiven Behandlung gegen Krankheiten in Aquakulturen einzusetzen. Mit Hilfe von Omics-Technologien sowie sequenz- und funktionsbasierter Screenings werden Mikroalgen und ihre Mikrobiome auf den Inhalt bioaktiver und präbiotischer Stoffe untersucht.

PLASTISEA: Meeresplastik als Quelle für neue und innovative biotechnologische Strategien

PLASTISEA bringt sehr umfangreiche und herausragende Expertise aus der Metagenomik, dem Protein Engineering, der marinen Mikrobiologie sowie den Zugang zu einzigartigen biologischen Proben zusammen, um für das dringende Problem der Plastikverschmutzung im Meer nach Lösungsansätzen zu suchen. Im Rahmen von PLASTISEA werden neue und verbesserte Enzyme sowie Mikroorganismen zum Abbau von synthetischen Polymeren (PET, PU, PE, PA) verfügbar gemacht. Zudem werden hochinnovative Strategien und Technologien zur Entfernung von Meeresplastik bis hin zur Machbarkeitsstudie entwickelt. Einmalige marine Metagenombanken, Proben vom Nord-Atlantischen Müllstrudel, über Jahre auf Plastikfolien gewachsene Biofilme aus der Nordsee bis hin zu umfangreichen existierenden Stammsammlungen von beispielsweise heißen Hydrothermalquellen werden nach neuen Enzymen mittels in silico und in vitro Methoden durchmustert. Darauf aufbauend und unter Verwendung von Multiplattform-Expressionstechnologien wird die größte Sammlung an Plastikaktiven Enzymen erstellt. Zusätzlich wird eine umfangreiche Stammsammlung von Plastikabbauenden Bakterien und Pilzen erstellt.

LipoBioCat: Robuste und selektive lipolytische Biokatalysatoren für industrielle Anwendungen

In der Chemie- und Biotech-Industrie existiert ein stetig wachsender Bedarf an Biokatalysatoren, die zahlreiche Reaktionen mit hoher Aktivität, Substratspezifität sowie Enantioselektivität katalysieren. Allerdings werden Enzyme in der Natur für eine Funktion in lebenden Zellen, d.h. unter milden Bedingungen evolviert, weshalb die meisten Enzyme gar nicht oder nur begrenzt unter industriellen Bedingungen einsetzbar sind. Das Projekt LipoBiocat zielt darauf ab, Lösungen für biokatalytische Herausforderungen zu finden, welche in der Synthese und Hydrolyse bei der Herstellung von Feinchemikalien und Polymeren auftreten. Zusätzlich werden innovative Werkzeuge und Knowhow für die Identifizierung solcher robusten Enzyme zur Verfügung gestellt.

Graduiertenkolleg: Biota-mediated effects on Carbon cycling in Estuaries (BiCEst)

Professor Streit ist Mitgründer des Graduiertenkollegs „Biota-mediated effects on Carbon cycling in Estuaries“ (BiCEst). Ziel des Graduiertenkollegs ist es, jungen Wissenschaftler:innen eine Plattform für ihre Karriereentwicklung zu bieten und die Bedeutung von indirekten Effekten von Biota auf den ästuarinen Kohlenstoff-Kreislauf in Ästuaren systematisch zu analysieren, da diese bisher kaum untersucht wurden. Durch die Kombination ökologischer, biochemischer und molekularer Methoden werden Prozesse des Kohlenstoff-Kreislaufs in der Rhizosphäre von Marschen, an Sedimentoberflächen der Watten und auf pelagischen Aggregaten untersucht. BiCEst verbindet Teildisziplinen der Biologie und Geowissenschaften mit einem spezifischen Qualifikationsprogramm und einem modernen Betreuungskonzept.

Zukunftsvision

Zur Vision von Professor Streit gehört es, dass Enzyme zukünftig eine noch bedeutendere Rolle in der Biotechnologie und auch im Umweltschutz spielen. Zum einen können sie weltweit für den schnellen und effizienten Plastikabbau in der Umwelt genutzt werden – insbesondere für Nano- und Mikroplastik. Zum anderen ließen sich Enzyme auch für viele andere Prozesse nutzbar machen, für die bisher noch keine effizienten biotechnologischen Verfahren existieren.

Schwerpunkte

  • Funktionelle Metagenomik
  • Entwicklung von Metagenomtechnologien
  • Strategien zur Vermeidung von mikrobiellen Biofilmen
  • Interzelluläre Kommunikation
  • Marine Biotechnologie

Kooperationen

  • Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie (DECHEMA)
  • Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM)
  • Deutsche Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (DGHM)
  • Universität Aachen
  • Universität Stuttgart
  • Universität Düsseldorf
  • Universität Kiel

Interessiert an

  • Funktionaler Metagenomik
  • Enzymsuche in nicht-kultivierbaren Organismen
  • Biomoleküle und insbesondere Biokatalysatoren
  • Methoden für eine schnelle Enzymentwicklung
  • Mikrobielle Biofilme
  • Entwicklung von Strategien gegen Biofouling
  • Marine Biotechnologie

Professor Streit arbeitet überwiegend mit der Chemieindustrie, der Kosmetikindustrie, der Pharmaindustrie, der Autoindustrie und der Lebensmittelindustrie zusammen – stets aus dem Blickwinkel der Mikrobiologie. Besondere Erfahrung besitzt Professor Streit in der Zusammenarbeit mit globalen Großkonzernen. Jedoch sieht Wolfgang Streit auch in der Kooperation mit KMUs oder anderen Forschungsinstituten großes Innovationspotenzial und ist deswegen offen für jegliche Anfragen, die über die reine Produktion hinausgehen.

Wissen entdecken, Expertise finden &

gemeinsam Ideen verwirklichen