Fraunhofer-Projekt ZenBio: KI und zellfreie Proteinsynthese sollen Enzyme für die Industrie optimieren

Enzyme sind in der Industrie echte Arbeitstiere, ob bei Wirkstoffen, Spezialchemikalien, Kosmetik oder Lebensmitteln. Sie passend zu machen, ist aber mühsam. Genau da setzt das Projekt ZenBio am Fraunhofer IZI-BB in Potsdam an, das Fraunhofer am 2. November vorgestellt hat: eine automatisierte Plattform, die zellfreie Proteinsynthese mit KI-gestütztem Enzymdesign kombiniert.

Das Problem: zu wenig Daten

Wie sich eine Änderung im genetischen Bauplan auf Struktur und Funktion eines Enzyms auswirkt, lässt sich schwer vorhersagen. Biotechnologe Simon Krebs erklärt, dass natürliche Enzyme an ihren Organismus angepasst sind, industrielle Prozesse aber oft mehr Hitze, andere pH-Werte oder organische Lösungsmittel verlangen. Benedikt Dechamps bringt den Kern auf den Punkt: Die KI kann nur aus dem lernen, was vorher gemessen wurde.

So soll ZenBio funktionieren

• Statt Zellen tagelang zu kultivieren, entstehen die Enzyme direkt in einem Zellextrakt.
• Auf einer Pipettierroboterstation sollen künftig bis zu 1500 Varianten eines Enzyms parallel hergestellt und getestet werden.
• Schon nach wenigen Stunden zeigt sich, ob eine Variante Temperatur, pH-Wert oder Lösungsmittel aushält.
• Die Messdaten fließen in eine KI-Plattform, die Zusammenhänge erkennt und neue Varianten für die nächste Runde vorschlägt.

Die erste Phase des Workflows steht laut Fraunhofer bereits. Gefördert wird das Projekt vom Bundeswirtschaftsministerium über EXIST-Forschungstransfer, geplant sind Pilotprojekte mit Industriekunden und ein Spin-off namens ProEvo.

Meine Einschätzung

Mir gefällt, dass hier nicht einfach „mehr KI“ versprochen wird, sondern der eigentliche Flaschenhals angegangen wird: gute Messdaten. Ein Modell ist nur so klug wie die Experimente dahinter. Ob die 1500 parallelen Varianten im Alltag funktionieren, muss die Erprobung an der ersten Enzymklasse zeigen.

Die ganze Mitteilung lest ihr bei Fraunhofer.