Filtration Östrogen mit Biofiltern aus Trinkwasser entfernen

Ein biologischer Filter, der Östrogene aus Abwasser und Trinkwasser entfernt: Das Ziel der 15 Bielefelder Studierenden, die mit diesem Projekt am „international Genetically Engineered Machine competition“ (iGEM) des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston, USA, teilnehmen, ist hoch gesteckt.

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Universität Bielefeld

Bielefeld – Die Antibabypille ist die am weitesten verbreitete Verhütungsmethode in Deutschland. Ein Großteil der modifizierten Östrogene wird jedoch über den Urin wieder ausgeschieden. Herkömmliche Methoden in Kläranlagen können die damit belasteten Abwässer nur unzureichend reinigen, denn das vorwiegend eingesetzte Östrogen Ethinylestradiol lässt sich nur schwer abbauen. So gelangt das Hormon in Flüsse und Seen und reichert sich auch im Trinkwasser an. Die Folgen für Fische und andere Wasserbewohner sind gravierend. Sie reichen von Fortpflanzungs- und schweren Entwicklungsstörungen bis hin zur Ausbildung weiblicher Geschlechtsmerkmale bei männlichen Individuen. Die Langzeitfolgen der steigenden Östrogenbelastung für den Menschen sind noch weitgehend unbekannt. Jedoch könnten sinkende Spermienzahlen und damit zunehmende Unfruchtbarkeit von Männern in Industrieländern mit dieser hormonellen Belastung zusammenhängen. Und auch Hoden- und Prostatakrebs sowie Osteoporose (Abnahme der Knochendichte) können Folgen zu hoher Östrogenkonzentrationen im menschlichen Körper sein.

Bio-Filter aus Baumpilzen

Das Ziel des Bielefelder iGEM-Teams ist die Entwicklung eines biologischen Filters, in welchem bestimmte Enzyme (sogenannte Laccasen) das Östrogen abbauen. Sie sind in vielen Organismen zu finden und können unter anderem aromatische Verbindungen abbauen, zu denen auch die Östrogene zählen. Besonders effiziente Laccasen für den Abbau sind aus Schmetterlingstrameten bekannt, einer Pilzart, die gerne an Bäumen wächst. Die Bielefelder Studierenden wollen diese Enzyme mit Hilfe von Methoden der synthetischen Biologie preiswert und sicher produzieren. Das Konzept soll außerdem auf andere, zum Teil giftige und krebserregende Schadstoffe im Trink- und Abwasser erweiterbar sein. Einen ersten Erfolg können die Studierenden bereits vermelden: Sie haben die Gene mehrerer Laccasen aus verschiedenen Bakterien isoliert und in einen Standard gebracht, mit dem sie nun weiterarbeiten. Bis zum europäischen Vorentscheid im Oktober wollen sie nachweisen, wie die Enzyme unterschiedliche Substrate wie Östrogene, Pestizide und Pharmaka abbauen und sie auf Filtermaterialien aufbringen.

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