Microbify und die Universität Regensburg, fünf Jahre nach der Ausgründung
In den ersten beiden Jahren führte Microbify seine Experimente in Laborräumen der Universität Regensburg (UR) durch. Das Unternehmen wurde 2021 als Spin-off des Instituts für Mikrobiologie und des Deutschen Archaeenzentrums gegründet, und die Universität stellte ihm Räumlichkeiten zur Verfügung, damit es seine Methoden weiterentwickeln konnte, bevor es auf eigenen Beinen stehen konnte. Fünf Jahre später verfügt Microbify über eigene Labore in Straubing und einen wachsenden Kundenstamm aus der Industrie. Zudem führt das Unternehmen ein neues gemeinsames Forschungsprojekt mit dem Fachbereich durch, aus dem es hervorgegangen ist.
Wurzeln in Regensburg
Jedes Spin-off beginnt mit Wissen, das an einer Universität erarbeitet wurde. Im Fall von Microbify handelte es sich dabei um Kenntnisse im Bereich der anaeroben und extremophilen Mikrobiologie, die am Institut für Mikrobiologie und am Deutschen Archaeenzentrum unter der Leitung von Prof. Dr. Dina Grohmann weiterentwickelt wurden.
In den ersten Jahren war das Unternehmen auf dieses Umfeld angewiesen. Mit Unterstützung der Universitätsleitung und von Prof. Grohmann entwickelte und etablierte das Gründungsteam seine Verfahren und Technologien in den Einrichtungen der Universität Regensburg. Im Jahr 2023 bezog Microbify eigene Labore im Technologie- und Gründerzentrum am Biocampus Straubing des Hafen Straubing-Sand.
Dr. Georg Schmid, Geschäftsführer und Mitbegründer von Microbify, bezeichnet den Umzug als den bislang wichtigsten Meilenstein des Unternehmens. Das „Nest“ zu verlassen und eine eigenständige Infrastruktur für die anaerobe Mikrobiologie aufzubauen, war eine große Herausforderung. Damit erlangte das Unternehmen die Unabhängigkeit, die es für sein Wachstum benötigte. Die Verbindung zu Regensburg wurde dabei jedoch nicht gekappt. Die enge Anbindung an die UR ist nach wie vor Teil der Unternehmenskultur von Microbify, und der regelmäßige wissenschaftliche Austausch sowie gemeinsame Projekte schaffen weiterhin Mehrwert für beide Seiten.
Ein Gemeinschaftsprojekt zu Tiefsee-Archaeen
Das jüngste dieser Gemeinschaftsprojekte führte Microbify zurück zu der Stamm-Sammlung, die es gut kennt. Gemeinsam mit Dr. Robert Reichelt und Prof. Dr. Dina Grohmann untersuchte das Team die Thermococcales, eine Ordnung von Archaeen aus hydrothermalen Quellen der Tiefsee. Diese Organismen leben bei Temperaturen, die oft über 80 °C liegen, und vergären Proteine und Zucker, wobei sie Wasserstoff produzieren. Ihre Enzyme bleiben unter Bedingungen aktiv und stabil, die die meisten Proteine zerstören würden.
Im Mittelpunkt des Projekts stand Formiat, das Salz der Ameisensäure. Einige Thermococcales-Stämme verfügen über Formiatdehydrogenasen – Enzyme, die Kohlendioxid und Wasserstoff in Formiat umwandeln und umgekehrt. Formiat wird als Träger für Wasserstoff untersucht, da es große Mengen davon speichern kann, umweltverträglich ist und sich in die bestehende Infrastruktur einfügt. Wenn Enzyme wie diese im industriellen Maßstab funktionieren, könnten sie dazu beitragen, erneuerbaren Wasserstoff zu speichern und Kohlendioxid in einen Rohstoff für Chemikalien, Biokunststoffe oder Biokraftstoffe umzuwandeln.
Zusammenarbeit zwischen Labor und Unternehmen
Das Projekt verdeutlicht, was jede Seite einbringt.
Die Universität steuerte Folgendes bei:
die Archaeen-Stamm-Sammlung des Deutschen Archaeenzentrums, die in den letzten Jahren systematisch sequenziert wurde, um sie für die Biotechnologie nutzbar zu machen
die Reaktivierung, Kultivierung und erstmalige genomische Charakterisierung von mehr als 100 Thermococcales-Isolaten
Wachstumsexperimente zur Wasserstofftoleranz und Formiatproduktion sowie Genomanalysen, durch die vielversprechende Gencluster identifiziert wurden
heterologe Produktion der Enzyme in Escherichia coli mit anschließender Aufreinigung am Institute
Auf Seiten von Microbify umfasste die Arbeit:
Messungen der Enzymaktivität, einschließlich Formiatmessungen mittels HPLC im eigenen Labor
Fachwissen bei der Entwicklung biotechnologischer Anwendungen
laufende Bewertung des Potenzials der Enzyme für eine spätere technische Nutzung
Johanna Opheys verband beide Seiten auf sehr praktische Weise. Als Masterstudentin im Rahmen einer Kooperation zwischen der UR und Microbify stellte sie die Enzyme am Institut her, reinigte sie und maß das Formiat im Labor von Microbify in Straubing.
Die Arbeit selbst erforderte Kompetenzen, über die beide Partner verfügen. Die aktiven Zentren der Enzyme sind komplex und äußerst sauerstoffempfindlich, sodass jeder Schritt unter streng anaeroben Bedingungen und darüber hinaus bei hohen Temperaturen ablaufen musste. Der Umgang mit sauerstoffempfindlichen Organismen gehört bei Microbify zum Arbeitsalltag, von der anaeroben Kultivierung bis hin zur Hochdruckprobenahme für Gasspeicherbetreiber.
Warum Wissenschaft und Industrie einander brauchen
Universitäten verfügen über Ressourcen, die kein junges Unternehmen aus eigener Kraft aufbauen könnte. Die Sammlungen in Regensburg sind ein gutes Beispiel dafür. Neben der Archaeen-Sammlung verfügt die Bakterienbank Regensburg (BBR) über mehr als 2.600 Isolate, die im Laufe von über 40 Jahren Forschung gesammelt und bei −196 °C über flüssigem Stickstoff konserviert wurden. Das Biotechnikum des Fachbereichs und das Deutsche Archaeenzentrum betreibt eine Fermentationsanlage, in der Extremophile wie Thermococcales im großen Maßstab kultiviert werden können – bei Temperaturen von bis zu 120 °C, einem Überdruck von fünf bar und pH-Werten zwischen 1 und 12.
Unternehmen bringen eine andere Perspektive ein. Microbify arbeitet mit Betreibern von unterirdischen Gas- und Wasserstoffspeichern zusammen, unterstützt Energieversorger bei mikrobiologischen Risiken und hat Fachwissen im Bereich der mikrobiologisch bedingten Korrosion aufgebaut. Dieser tägliche Kontakt mit industriellen Problemen hilft dabei, frühzeitig einzuschätzen, welche Forschungsergebnisse zu nutzbaren Verfahren werden könnten. In diesem Projekt bedeutete dies, grundlegende Fragen zu Enzymen von Archaeen direkt mit der Wasserstoffnutzung, der CO₂-Verwertung und nachhaltigen Bioprozessen zu verknüpfen.
Keine der beiden Seiten ersetzt die andere. Die Grundlagenforschung liefert die Stämme, Daten und Erkenntnisse. Industriepartner prüfen, wo dieses Wissen in reale Anwendungen passt, und leiten praktische Fragen zurück ins Labor. Ein Spin-off nimmt in diesem Austausch eine nützliche Position ein.
Den Austausch aufrechterhalten
Für Microbify ist die Zusammenarbeit mit der UR kein abgeschlossenes Kapitel aus den Gründungsjahren. Es handelt sich um eine fortlaufende Beziehung, in die das Unternehmen gerne weiter investiert – durch gemeinsame Projekte, in Zusammenarbeit erstellte studentische Abschlussarbeiten und den regelmäßigen wissenschaftlichen Austausch mit dem Fachbereich.
Das Thermococcales-Projekt ist ein guter Ansatzpunkt dafür. In der Screening-Phase wurde ein großer Stammpool auf die vielversprechendsten Kandidaten eingegrenzt. Als Nächstes konzentriert sich die Arbeit auf die zwei oder drei vielversprechendsten Enzymkomplexe. Auf jeder Ebene gibt es weiterhin Herausforderungen, von der Sauerstoffempfindlichkeit der Enzyme über deren Integration in industrielle Prozesse bis hin zur Skalierung geeigneter Bioprozesse. Um diese zu bewältigen, bedarf es genau jener Mischung aus akademischer Tiefe und angewandter Erfahrung, die diese Partnerschaft bereits vereint.
Fazit
Microbify ist aus der Universität Regensburg hervorgegangen, und auch nach fünf Jahren betreiben beide weiterhin gemeinsam Wissenschaft. Das Thermococcales-Projekt zeigt, wie ein Spin-off seiner Universität als Forschungspartner etwas zurückgeben kann, und Microbify freut sich, diese Zusammenarbeit weiter zu pflegen.
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