18.07.2023

CRISPR: Mit Gentechnik veränderte Bäume sollen mehr nachhaltiges Holz produzieren

Die Multiplex-CRISPR-Genom-Editierungsstrategie könnte eine Lösung für ein zentrales betriebliches Problem in der Papier- und Zellstoffindustrie darstellen. Das zumindest behaupten US-Wissenschaftler.
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CRISPR
(c) Stock.Adobe/peggy - Gentechnisch veränderte Pappeln sollen eine höhere Papierproduktion ermöglichen.

Wie im Wissenschaftsmagazin „Science“ beschrieben, hat ein Team an der Ohio State University bereits 2022 herausgefunden, dass die Bäume heute dank Kohlendioxid um 30 Prozent größer sind als bisher. Doch trotz dieser Tatsache sei die Holzfaserproduktion weniger effizient und produktiv, wenn es darum geht, die wachsende Nachfrage nach erneuerbaren Geweben, Papier, Verpackungen, Textilien und anderen Faserprodukten zu decken. Aus diesem Grund haben der Wissenschaftler Daniel Sulis und seine Kollegen CRISPR-Editing eingesetzt, um Holz so zu gestalten, dass das Lignin – das gespalten und gelöst werden muss – für die Faserproduktion besser geeignet ist. Die Forschungsergebnisse wurden am Donnerstag veröffentlicht.

CRISPR verbessert Holzeigenschaft

„Die Fähigkeit, Fasern aus Holz zu isolieren, wird weitgehend durch den Gehalt und die Zusammensetzung von Lignin bestimmt, einem Biopolymer, das chemischem und enzymatischem Abbau gegenüber unempfindlich ist. In mehr als fünf Jahrzehnten Forschung wurden die einzelnen Komponenten der Ligninbiosynthese eingehend untersucht“, heißt es in einer Pressemitteilung zu der neuen Entwicklung.

Diese Bemühungen konzentrierten sich jedoch vorwiegend auf die Veränderung einzelner Gene oder Genfamilien. Hier zeigen Sulis und Kollegen, dass das strategische Multiplex-CRISPR-Editing von Genen der Monolignol-Biosynthese die Holzeigenschaften über das hinaus verbessert, was durch das Editing einzelner Gene oder Genfamilien erreicht werden kann.

Ein Plus von 228 Prozent

Die Autoren nutzten ihren Ansatz, um eine veränderte Holzzusammensetzung bei einer Pappelart zu erzeugen, bei der das CRISPR-Editing das Verhältnis von Kohlenhydraten zu Lignin im Holz um bis zu 228 Prozent gegenüber dem Wildtyp erhöht, was die Voraussetzungen für einen effizienteren Faseraufschluss schafft.

Darüber hinaus könnten Bäume, die so bearbeitet wurden, dass sie weniger Lignin enthalten, die Papierherstellung weniger umweltbelastend gestalten.

„Das bearbeitete Holz mildert einen wichtigen Engpass in der Faserproduktion (…) und könnte beispiellose betriebliche Effizienz, bioökonomische Möglichkeiten und Umweltvorteile mit sich bringen“, so die Autoren in ihrem Paper.

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EU-Exekutiv-Vizepräsidentin Henna Virkkunen bei ihrer Keynote "Europe's Tech Moment" auf der VivaTech in Paris. (c) Martin Pacher | brutkasten

Es ist ein Tag mit zwei Schauplätzen. In Évian-les-Bains geht am Mittwoch der G7-Gipfel zu Ende. Am Abschlusstag sitzen die Chefs der führenden KI-Konzerne, darunter Sam Altman (OpenAI), Dario Amodei (Anthropic), Demis Hassabis (Google DeepMind) und Arthur Mensch (Mistral), mit den Staats- und Regierungschefs bei einem Arbeitsmittagessen zu Frontier-KI, Infrastruktur und Souveränität. Mehrere hundert Kilometer entfernt, auf der VivaTech in Paris, liefern zwei EU-Kommissarinnen die europäische Antwort auf die Frage, ob der Kontinent eigene globale Tech-Champions bauen kann.

Souveränität als europäischer Gegenentwurf

Henna Virkkunen, Exekutiv-Vizepräsidentin für technologische Souveränität, verwies in ihrer Keynote „Europe’s Tech Moment“ selbst auf das G7-Treffen. Weltweit investierten Regierungen massiv in ihre technologische Führung, Europa müsse seine eigene Kapazität stärken, Technologien zu entwickeln, zu produzieren und einzusetzen. Rückenwind holt sie sich aus einem am selben Tag veröffentlichten Eurobarometer: Demnach stufen 79 Prozent der Europäer:innen Digitalpolitik als EU-Top-Priorität ein, 85 Prozent befürworten Investitionen in europäisch entwickelte Infrastruktur, 82 Prozent wollen weniger Abhängigkeit von Drittstaaten.

Untermauert ist diese Linie durch das European Technological Sovereignty Package, das die Kommission Anfang Juni vorlegte: mit dem CHIPS Act 2.0 für die Halbleiter-Wertschöpfungskette und dem Cloud and AI Development Act, der einen einheitlichen Souveränitätsrahmen für Cloud-Dienste schafft. Niemand dürfe einen „Kill-Switch“ über kritische Infrastruktur haben, so hatte Virkkunen die Stoßrichtung bei der Präsentation des Pakets zusammengefasst. Beim Risikokapital benannte sie das Gefälle: Auf die USA entfielen über 50 Prozent des globalen VC, auf China rund 40, auf Europa nur etwa fünf Prozent.

Fünf-Milliarden-Fonds gegen die Fragmentierung

Im Panel „Can Europe Build Global Champions?“ setzte Ekaterina Zaharieva, Kommissarin für Startups, Forschung und Innovation, auf Selbstbewusstsein. Europa habe die besten Deep-Tech-Talente und den größten Binnenmarkt, kranke aber an Fragmentierung. Dagegen verwies sie auf das 28. Regime, ein „europäisches Delaware“ für grenzüberschreitende Gründungen, und auf den Scaleup Europe Fund: fünf Milliarden Euro, seit Mai von EQT gemanagt, erste Investments im Herbst, gedacht, um Deep-Tech-Scale-ups in Europa zu halten.

Der Kontrapunkt eines Gründers

Den Kontrapunkt lieferte mit Jean-Charles Samuelian ein Gründer, der über sein Boardmandat bei Mistral mit der Runde in Évian verbunden ist, wo Mistral-CEO Mensch am Mittagstisch saß. Der CEO des Gesundheits-Scaleups Alan mag die Erzählung vom benachteiligten Europa nicht. Er habe nie gefragt, was Europa ihm geben solle, sondern wie er ein Problem löse. Wer ein echtes Kategorie-Produkt baue, finde auch Kapital, notfalls global. Das Defizit sei nicht mangelnder Ehrgeiz, sondern eine Kultur, die Risiko scheue, bis hin zum Einkauf.

Anknüpfungspunkte für Österreich

Für das heimische Ökosystem gibt es mehrere Anknüpfungspunkte. Die KI-Infrastruktur, die Virkkunen beschwört, hat in Österreich eine Adresse: Die AI Factory Austria (AI:AT), geführt von Advanced Computing Austria und dem AIT, ist seit Sommer 2025 in Betrieb, der Wiener Coworking-Hub seit Februar offen, ein KI-Supercomputer für Wien soll 2027 folgen. Der CHIPS Act 2.0 betrifft mit Standorten wie Infineon in Villach oder AT&S beim Advanced Packaging unmittelbar heimische Player. Und die Debatte um Spätphasen-Kapital spiegelt die hiesige Diskussion um einen Dachfonds und institutionelles Wachstumskapital.

Die eigentliche Frage: Kauft Europa seine Innovation?

Am Ende verschob Zaharieva die Frage von der Finanzierung zur Nachfrage: Es gehe nicht mehr darum, ob Europa Kapital für Skalierung finde, sondern ob es seine eigene Innovation auch kaufe. Der erste Kunde müsse oft die öffentliche Hand sein. Während in Évian über die großen Linien verhandelt wird, liegt die Antwort darauf bei den Einkäufer:innen.

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