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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Storebox
© Deniz Schreiber - Storebox-Gründer Johannes Braith (l.) und Peter Umundum, Generaldirektor-Stellvertreter, Vorstand für Paket & Logistik, Österreichische Post AG.

Der anhaltende E-Commerce-Boom stellt die Logistik in europäischen Städten vor neue Herausforderungen. In Österreich ist das Paketvolumen allein in den vergangenen fünf Jahren um mehr als 50 Prozent gestiegen. Vor diesem Hintergrund gehen Storebox und die Österreichische Post eine Zusammenarbeit ein.

Storebox: Steigende Anforderungen an Logistikstrukturen

Damit bündeln zwei Unternehmen ihre jeweiligen Stärken entlang der urbanen Logistikkette: Die Österreichische Post gilt als Marktführerin im österreichischen Kurier-, Express- und Paketmarkt (KEP), während Storebox auf ein Netzwerk von mehr als 350 urbanen Standorten in Europa zurückgreifen kann.

Ein höheres Paketvolumen bedeutet auch steigende Anforderungen an bestehende Logistikstrukturen. Gerade in dicht besiedelten Gebieten würden Lösungen wichtiger, die Warenströme effizient bündeln und Logistik näher an ihren tatsächlichen Bedarf bringen können. Storebox hat neben Selfstorage digitalisierte Standorte zunehmend für B2B-Logistikservices genutzt. Micro-Hubs ermöglichen Unternehmen beispielsweise, Waren und Materialien näher am Einsatzort zwischenzulagern. Mit weiteren Services rund um Versand und Paketlogistik möchte Storebox dieses Netzwerk kontinuierlich weiterentwickeln.

„Strukturen müssen mitwachsen“

„Die urbane Logistik steht vor einem grundlegenden Wandel. Wenn das Paketaufkommen innerhalb weniger Jahre um mehr als 50 Prozent steigt, müssen auch die dahinterliegenden Strukturen mitwachsen“, sagt Johannes Braith, CEO und Co-Founder von Storebox. „Mit unserem dezentralen Standortnetz bringen wir Logistikinfrastruktur bereits heute näher an Unternehmen und Menschen. Gemeinsam mit der Österreichischen Post wollen wir darauf aufbauen und neue Möglichkeiten für eine effiziente Logistik in Städten schaffen.“

Die Zusammenarbeit hat für Storebox auch eine besondere historische Komponente. Vor zehn Jahren gewann das damals junge Unternehmen den Hauptpreis beim Pioneers Festival, gesponsert von der Österreichischen Post. Aus der Geschäftsidee entwickelte sich in den darauffolgenden Jahren ein europaweites Netzwerk mit heute mehr als 350 Standorten. Auch im internationalen Versand wird Storebox für die Expansion künftig auf die Post setzen und Mengen nach Deutschland, Slowenien und Kroatien übergeben.

Zehn Jahre danach

„Dass sich unsere Wege nach zehn Jahren auf dieser Ebene wieder kreuzen, ist für uns natürlich besonders“, sagt Braith. „Damals stand am Anfang eine Idee für ein Selfstorage-System. Heute betreiben wir ein europaweites Logistik-Netzwerk und können gemeinsam mit einem der größten Logistikunternehmen des Landes daran arbeiten, wie die nächste Entwicklungsstufe aussehen kann.“

Peter Umundum, Generaldirektor-Stellvertreter, Vorstand für Paket & Logistik, Österreichische Post AG, ergänzt: „Mit Storebox gewinnen wir einen innovativen Kunden, der neue Wege in der urbanen Logistik geht. Die Zusammenarbeit zeigt, wie etablierte Logistikprozesse und neue Infrastrukturangebote einander sinnvoll ergänzen können.“

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