Ich habe meinen Bachelor in Biotechnologie in Indonesien und meinen Master in Lebensmittelmikrobiologie und Biotechnologie an der Universität Hohenheim in Stuttgart gemacht. Für meine Masterarbeit habe ich mich intensiv mit Molekularbiologie, Mikrobiologie und Enzymtechnologie beschäftigt, was auch mein persönliches Interesse wurde. Dann hatte ich die Gelegenheit, mein Wissen im Bereich der Bioverfahrenstechnik zu erweitern, wo ich mich in meiner Promotion mit der Optimierung der Bioreaktorkultivierung von Pilzen beschäftigte. Da ich einen naturwissenschaftlichen Hintergrund habe, war es anfangs eine ziemliche Herausforderung für mich, ein neues Gebiet einzutreten. Aber dank der Unterstützung, die ich seit Beginn meiner Doktorarbeit von meinen Kollegen erhalten habe, konnte ich diese Herausforderung überwinden und mich in diesem neuen Bereich zurechtfinden. Bislang ist mein Plan, nach der Promotion als Wissenschaftlerin in der pharmazeutischen Industrie zu arbeiten. Aber mal sehen, was das Leben für mich bereithält :)
Ein von Penicillium sp. (IBWF 040-09) produzierter Protease-Inhibitor könnte ein potenzielles Heilmittel für die Afrikanische Schlafkrankheit (Human Afrikanische Trypanosomiasis) sein, verursacht durch Trypanosoma brucei, das durch den Stich der Tsetsefliege übertragen wird. Ein wesentliches Protease-Enzym von T. brucei für sein Überleben ist Rhodesain, das nachgewiesenermaßen durch den Inhibitor, der von Penicillium sp. (IBWF 040-09) produziert wird, gehemmt wird. Der Vorteil einer Behandlung mit diesem Inhibitor besteht darin, dass Nebenwirkungen im Vergleich zu anderen chemisch-synthetischen Medikamenten minimiert werden können.
Das Hauptziel meiner Arbeit ist es, die optimalen Bedingungen für den Fermentationsprozess zur Herstellung von Proteasehemmern zu finden. Dazu werden die Zusammensetzung des Mediums sowie wie das Sporeninokulum für den Start der Fermentation variiert. Die Variation der unterschiedlichen Bedingungen soll dann erlauben die beste Bedingung für die Produktion des Proteashemmers zu finden.
Normalerweise starte ich die Bioreaktor-Fermentation, die ca. 5-6 Tage dauert, am Freitag. Die Pilze brauchen bis zu 48 Stunden, um ihre Lag-Phase zu durchlaufen, bevor sie Pellets bilden. So kann ich das Wochenende genießen, ohne dass ich Proben nehmen muss. Sobald sich die Pellets gebildet haben, nehme ich alle 8 Stunden Proben. Nach Abschluss der Fermentation wird die gebildete Biomasse abgeerntet. Diese durchläuft dann einen Extraktionsprozess um den Proteasehemmer zu gewinnen. Um die Produktion des Proteasehemmers bei jeder Fermentation nachzuweisen, wird ein Test durchgeführt, bei dem der Proteasehemmer mit dem Enzym Rhodesain reagiert. Wurde der Proteasehemmer gebildet, wird das Rhodesain gehemmt und es kann kein Produkt aus der Reaktion nachgewiesen werden; ist kein oder wenig Proteasehemmer gebildet worden, kann das Rhodesain immer noch mit dem Substrat reagieren und ein fluoreszierendes Signal erzeugen. Die Produktion des Proteasehemmers wird vermutlich von der Morphologie der Pilzpellets beeinflusst. Daher wird in meiner Promotion auch die Pelletmorphologie untersucht. Die Pellets werden dazu in Paraffin eingebettet und dann mit einem Mikrotom in 20 µm dünne Scheiben geschnitten. Anschließend kann die innere Struktur der Pellets, unter dem Mikroskop betrachtet werden.
Die Wachstumskurve der Pilze, die Stoffwechselaktivität, welche sich im pH-Verlauf der Fermentation wiederspiegelt, die Analyse der Pelletmorphologie sowie die Hemmaktivität werden zwischen den einzelnen Fermentationen verglichen um daraufhin den Prozess zu optimieren.
Applicability of a single-use bioreactor compared to a glass bioreactor for the fermentation of filamentous fungi and evaluation of the reproducibility of growth in pellet form, DOI: 10.1002/elsc.202000069
Novel bioreactor internals for the cultivation of spore-forming fungi in pellet form, DOI: 10.1002/elsc.202100094
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