Für einen Ansatz, der die Proteinproduktion in Hefe vom Wachstum der Zellen löst, geht der CDG-Preis für Forschung und Innovation 2026 an Brigitte Gasser von der BOKU University. Die Auszeichnung würdigt Forschung, die einen lange als gesetzt geltenden Zusammenhang aufbricht und damit den Stand der industriellen Biotechnologie verändert hat.
Entstanden ist diese Arbeit im Christian Doppler Labor für Wachstumsentkoppelte Proteinproduktion in Hefe, das Gasser seit 2017 gemeinsam mit dem Unternehmenspartner Lonza AG betrieben hat. Aus der Grundlagenforschung sind dabei Methoden hervorgegangen, die eine ressourcenschonendere Herstellung von Proteinen ermöglichen und bereits den Weg in die wirtschaftliche Anwendung gefunden haben.
Warum überschüssige Biomasse im Bioreaktor zum Kostenfaktor wird
Hefen zählen zu den wichtigsten Produktionssystemen der Life Sciences. Bereits jedes fünfte Biopharmazeutikum, darunter Impfstoffe gegen Hepatitis B oder HPV, entsteht mithilfe dieser einzelligen Pilze, und die Nachfrage nach biotechnologisch hergestellten Proteinen steigt weltweit weiter. Der Haken liegt in der Biologie der Organismen, denn Hefen geben die gewünschten Proteine bislang nur dann ab, wenn sie zugleich wachsen und Biomasse bilden.
Aus Sicht der Produktion ist diese Biomasse letztlich Abfall. Je mehr davon entsteht, desto mehr Energie verschlingt die Belüftung und Kühlung des Bioreaktors, was Kosten und Umweltbelastung in die Höhe treibt. Gelingt es hingegen, die Proteinproduktion vom Wachstum zu trennen, lassen sich der Energiebedarf und der Aufwand für die technische Ausstattung des Bioreaktors deutlich verringern.
Wie sich Wachstum und Proteinausschüttung trennen lassen
Den Schlüssel zur Entkopplung suchte Gasser mit ihrem Team in der Translation, also in jenem Schritt, in dem eine Zelle genetische Information in Proteine übersetzt. Ausgangspunkt war die Kultivierungstechnik Retentostat, die Hefezellen in einen nährstofflimitierten, aber weiterhin stoffwechselaktiven Zustand versetzt und so eine genaue Analyse ihres Verhaltens erlaubt.
Auf dieser Grundlage konnte die Forschungsgruppe zeigen, dass sich gezielt in die Translationsmaschinerie einer Zelle eingreifen lässt und dass dadurch Wachstum und aktiver, selektiver Proteintransport voneinander getrennt werden können. So gelang es, die Hefe Komagataella phaffii in einen Zustand zu versetzen, in dem sie Proteine auch bei nahezu null Wachstum ausschleust. Damit war ein Zusammenhang aufgehoben, der zum Start des Labors 2017 noch als unverrückbare Tatsache galt.
Preisträgerin Brigitte Gasser: „CD-Labors sind etwas ganz Besonderes, da sie es ermöglichen langfristig an einem Thema zu forschen. Durch die Erschließung neuer Fragestellungen und Methoden konnten wir die Biologie der Hefe Komagataella phaffii maßgeblich vorantreiben und zugleich praxistaugliche Ansätze für die industrielle Proteinproduktion entwickeln. Durch die Zusammenarbeit mit dem Unternehmenspartner blieb dabei stets auch die Anwendung im Blick. Für die Sichtbarkeit meiner Forschungsgruppe war das CD-Labor ein Katalysator: durch die über 100 veröffentlichten Beiträge auf Konferenzen und in Fachzeitschriften wurde die Sichtbarkeit unseres Fachgebiets erhöht, internationale Netzwerke wurden ausgebaut, und es gelang, weitere nationale und europäische Projekte erfolgreich einzuwerben. Zugleich bot das CD-Labor einen exzellenten Rahmen für die Ausbildung und Karriereentwicklung für die nächste Generation an hochqualifizierten Wissenschaftler*innen. Insgesamt hat das CD-Labor maßgeblich zu meiner wissenschaftlichen Profilbildung beigetragen und die nachhaltige Wirkung meiner Forschung deutlich gestärkt.“
Von der Grundlagenforschung in die industrielle Proteinproduktion
In die wirtschaftliche Verwertung gelangen die Ergebnisse über den Unternehmenspartner Lonza AG. Das Unternehmen tritt im biopharmazeutischen Bereich als Contract Development and Manufacturing Organization (CDMO) auf, stellt also keine eigenen Produkte her, sondern öffnet anderen Firmen seine Expertise und Infrastruktur für biotechnologische Produktionsprozesse. Die im Labor erarbeiteten Methoden und Mechanismen kann Lonza dadurch heute schon externen Partnern aus unterschiedlichen Branchen anbieten.
Für das Unternehmen verbinden sich damit konkrete Wettbewerbsvorteile, weil sich Proteine effizienter, robuster und potenziell günstiger herstellen lassen. Zugleich rückt eine nachhaltige Proteinproduktion näher, bei der große Mengen in hoher Qualität mit deutlich geringerem Ressourceneinsatz entstehen, wovon letztlich die gesamte Gesellschaft profitiert.
Yves Balmer, Director R&D Microbial Biopharma, Lonza AG: „Das CD-Labor bot den idealen Rahmen, um gemeinsam mit einer international renommierten Hefe-Forschungsgruppe ein ambitioniertes, wissenschaftlich anspruchsvolles und zugleich industrienahes Konzept zu erforschen. Für Lonza ergeben sich daraus konkrete Wettbewerbsvorteile durch effizientere, robustere und potenziell kostengünstigere Produktionsprozesse sowie eine Stärkung der technologischen Führungsposition.“
Christoph Pfeifer, Vizerektor für Forschung und Innovation der BOKU University: „CD-Labors sind ein wesentlicher Motor für anwendungsnahe Exzellenzforschung an der BOKU University. Sie verbinden industrielle Partner mit Spitzenforschung, generieren Grundlagenwissen und verknüpfen dieses mit angewandter Forschung. Dadurch werden der Technologietransfer gestärkt, die internationale Sichtbarkeit erhöht, hochqualifizierte Fachkräfte ausgebildet und Drittmittel für strategische Zukunftsfelder gesichert. In einem dieser Zukunftsfelder erforschen Prof.in Brigitte Gasser und ihr Team, wie sich die Proteinsynthese in biotechnologisch genutzten Hefen von deren Wachstum entkoppeln lässt. Die gewonnenen Erkenntnisse ebnen den Weg zu nachhaltigen Produktionsplattformen und stärken die Führungsrolle der BOKU in der industriellen Biotechnologie, zum unmittelbaren Nutzen von Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft.“
Ein Fördermodell, das Neugier und Wirtschaft zusammenbringt
Der CDG-Preis für Forschung und Innovation ist mit insgesamt 40.000 Euro dotiert und zeichnet aktive oder ehemalige Leiter von Christian Doppler Labors sowie Josef Ressel Zentren aus, die den Grundgedanken der Christian Doppler Forschungsgesellschaft in herausragender Weise umsetzen. Gemeint ist exzellente anwendungsorientierte Grundlagenforschung, aus der heraus die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der beteiligten Unternehmen wächst und die langfristig den Wissenschafts- und Wirtschaftsstandort Österreich sichert.
Getragen werden CD-Labors und JR-Zentren gemeinsam von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen. Als öffentliche Fördergeber treten das Bundesministerium für Wirtschaft, Energie und Tourismus sowie die Österreichische Nationalstiftung für Forschung, Technologie und Entwicklung auf. Genau dieses Zusammenspiel aus industrieller Fragestellung und wissenschaftlichem Freiraum bildete auch den Rahmen für die ausgezeichnete Arbeit von Brigitte Gasser.
Bundesminister Wolfgang Hattmannsdorfer: „CD-Labors sind ein wichtiges Instrument, um neues Wissen aus der Grundlagenforschung rasch und ohne Umwege in die industrielle Anwendung zu bringen. Die diesjährige Preisträgerin zeigt das einmal mehr in beeindruckender Weise: Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Unternehmenspartner Lonza AG sind ihre hochinteressanten wissenschaftlichen Durchbrüche auch wirtschaftliche Durchbrüche, die gleich mehreren Branchen zugutekommen werden. Das stärkt den europäischen Biotechnologie-Standort ebenso wie Österreichs international starke Rolle in den Life Sciences. Ich gratuliere der Preisträgerin Brigitte Gasser herzlich zu ihrer innovativen Forschung, die all dies ermöglicht hat.“
CDG-Präsident Martin Gerzabek: „Die diesjährige Preisträgerin und ihre Erfolge sind ein besonders anschauliches Beispiel für die Wirksamkeit unseres Fördermodells: Einerseits bilden die vom Unternehmenspartner formulierten industriellen Fragestellungen den Ausgangspunkt für die Forschung in einem CD-Labor. Andererseits braucht Grundlagenforschung Freiraum für wissenschaftliche Neugier, und genau dieser Freiraum ist in CD-Labors fest verankert. Im Fall von Laborleiterin Brigitte Gasser und ihrem Team war es gerade dieser Freiraum, der zum nun preisgekrönten innovativen Ansatz der Entkopplung von Hefezellwachstum und Proteinproduktion führte. Die daraus entstandenen Ergebnisse haben den Stand der Forschung nachhaltig verändert. Herzlichen Glückwunsch an Brigitte Gasser!“
