Ein europaweites Forscherteam arbeitet dran, künstliche Proteine zu entwickeln, die als Leuchtquelle genützt werden können. Diese Proteine können in Bakterienzellen hergestellt werden, laufende Fortpflanzung inklusive.

Herkömmliche LED-Beschichtungen bestehen meist aus problematischen Seltenerdmetallen. In aller Welt wird daher nach Alternativen geforscht. Am Madrider Institut für Höhere Studien (IMEDA) hat Rubén Costa etwa eine LED-Beschichtung aus organischen Polymeren entwickelt. Diese kann verwendet werden, um fluoreszierende Proteine darin einzubetten, die in Meereslebewesen vorkommen. Für diese sind fluoreszierende Proteine eine Lichtquelle zum Jagen oder auch für den Selbstschutz. Die Leuchtkraft ist allerdings gering und würde alleine nicht ausreichen, um ganze Räume zu erhellen.

Die Forscher haben eine LED-Beschichtung aus organischen Polymeren entwickelt, die verwendet werden kann, um fluoreszierende Proteine darin einzubetten, die in Meereslebewesen vorkommen (Credit: Krysten Merriman/Pixabay.

Open-Projekt ARTIBLED

Auch an der TU Graz verfolgt man ähnliche Ansätze. Gustav Oberdorfer und sein Team am Institut für Biochemie der TU Graz analysieren Proteinstrukturen aus der Natur und testen, wie man sie verändern müsste, damit sie fluoreszierende organische Moleküle binden. Die Grazer Forscher haben sich nun gemeinsam mit dem Team aus Madrid, München, San Sebastian und einer Forschungsgruppe an der Universität Turin zum FET Open-Projekt ARTIBLED zusammengeschlossen. Gemeinsam will man völlig neuartige künstlich fluoreszierende Proteine entwickeln, die mithilfe von Bakterien hergestellt werden können, um dadurch LED-Beschichtungen auf Basis von Seltenerdmineralien zu ersetzen. Die Grazer Biochemiker simulieren dazu tausende hypothetische Proteine, die spezifisch an die synthetischen Farbstoffe binden sollen. Jene davon, die dem Aufbau natürlich fluoreszierender Proteine am nächsten sind, werden danach als synthetische DNA-Konstrukte hergestellt.

Integration in „Bio-LEDs“

Wenn diese Proteine den Farbstoff binden, für den sie designt wurden, kann getestet werden, ob sie in sogenannte „Bio-LEDs“ integriert werden können. Im Idealfall sollen die Proteine aus der Bakterienzelle heraus „geerntet“ werden können, die Leuchtquellen also künstlich nachwachsen. Der Projektabschluss ist für das Jahr 2024 geplant.