Biotechnologie verwandelt das, was wir vom Leben (griechisch: Bios) lernen können, in nützliche Produkte. Seit Jahrtausenden wissen die Menschen, dass Hefe* Brotteig luftig aufgehen lässt und Gerstensaft zu Bier sowie Milch zu Käse fermentiert. Dass dahinter Mikroorganismen stecken, fand der französische Chemiker Louis Pasteur 1857 heraus. Er entdeckte auch, dass kurzes Erhitzen diese Keime abtötet – deshalb ist «pasteurisierte» Milch länger haltbar.

Biologische Organismen (Menschen, Tiere, Pflanzen, Pilze, Bakterien) bestehen aus Zellen. Diese funktionieren wie winzige chemische Fabriken: Sie bauen Stoffe (Moleküle) um, zerlegen sie oder setzen sie neu zusammen. Die Biotechnologie kombiniert ein immer genaueres Verständnis solcher Vorgänge mit modernen Ingenieurwissenschaften. So entstehen unzählige innovative und oft umweltfreundlichere Produkte.

* Hefe – ein winziger Pilz – mag Zucker. Beim Verdauen zerlegt sie ihn in seine Bestandteile. Dabei entstehen gasförmiges Kohlendioxid – daher die Blasen im Teig und im Bier und die Löcher im Käse – und Alkohol.

Biotechnologie in allen Farben des Lebens

Rot wie Blut
Die rote Biotechnologie hat mit Medizin zu tun. Sie arbeitet mit lebenden Zellen, ihren Bestandteilen wie Enzymen oder mit künstlich hergestellten Biomolekülen. Ziel ist es, neue Medikamente, Impfstoffe und moderne Behandlungsmethoden zu entwickeln. Dazu gehören etwa Gentherapien, bei denen defekte Gene gezielt durch gesunde ersetzt werden.
Die rote Biotechnologie macht medizinische Diagnosen genauer und eröffnet völlig neue Möglichkeiten zur Heilung von Krankheiten. Ein bekanntes Beispiel ist der 3D-Biodruck: Dabei werden lebende Zellen und Biomaterialien Schicht für Schicht gedruckt, um künstliche Haut herzustellen, etwa für Menschen mit schweren Verbrennungen.
Bild: AdobeStock
Rot wie Blut
Die rote Biotechnologie hat mit Medizin zu tun. Sie arbeitet mit lebenden Zellen, ihren Bestandteilen wie Enzymen oder mit künstlich hergestellten Biomolekülen. Ziel ist es, neue Medikamente, Impfstoffe und moderne Behandlungsmethoden zu entwickeln. Dazu gehören etwa Gentherapien, bei denen defekte Gene gezielt durch gesunde ersetzt werden.
Die rote Biotechnologie macht medizinische Diagnosen genauer und eröffnet völlig neue Möglichkeiten zur Heilung von Krankheiten. Ein bekanntes Beispiel ist der 3D-Biodruck: Dabei werden lebende Zellen und Biomaterialien Schicht für Schicht gedruckt, um künstliche Haut herzustellen, etwa für Menschen mit schweren Verbrennungen.
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Blau wie das Meer
Das Meer ist eine Welt für sich, voller einzigartiger Mikroorganismen. Dazu zählen Bakterien, die in der Tiefsee unter extremen Bedingungen leben – von der eisigen Kälte der Polarmeere bis zur glühenden Hitze von Tiefseevulkanen. Die besonderen Stoffe, die Meereslebewesen wie Mikroben, Schwämme oder Algen bilden, können gegen Krebs helfen, Entzündungen hemmen oder Energie liefern. Der blauen Biotechnologie wird deshalb ein riesiges Potenzial zugeschrieben. Weil die Geheimnisse der Meereslebewesen bisher kaum erforscht sind, ist sie gleichzeitig sehr aufwendig und teuer.
Bild: AdobeStock
Blau wie das Meer
Das Meer ist eine Welt für sich, voller einzigartiger Mikroorganismen. Dazu zählen Bakterien, die in der Tiefsee unter extremen Bedingungen leben – von der eisigen Kälte der Polarmeere bis zur glühenden Hitze von Tiefseevulkanen. Die besonderen Stoffe, die Meereslebewesen wie Mikroben, Schwämme oder Algen bilden, können gegen Krebs helfen, Entzündungen hemmen oder Energie liefern. Der blauen Biotechnologie wird deshalb ein riesiges Potenzial zugeschrieben. Weil die Geheimnisse der Meereslebewesen bisher kaum erforscht sind, ist sie gleichzeitig sehr aufwendig und teuer.
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Weiss wie ein blitzsauberes Industrielabor
Die weisse Biotechnologie ist in der Industrie im Einsatz. Sie nutzt Mikroorganismen und Enzyme, um Produktionsverfahren effizienter und umweltfreundlicher zu machen oder um clevere neue Produkte herzustellen. Das reicht von Bioplastik aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais oder Zuckerrohr über Biowaschmittel, die auch bei niedrigen Temperaturen zuverlässig reinigen und dabei ganz ohne aggressive Chemie auskommen, bis hin zu klimafreundlichem Biokerosin für Flugzeuge. Dieses wird mithilfe von Bakterien aus Industrieabgasen gewonnen.
Bild: AdobeStock
Weiss wie ein blitzsauberes Industrielabor
Die weisse Biotechnologie ist in der Industrie im Einsatz. Sie nutzt Mikroorganismen und Enzyme, um Produktionsverfahren effizienter und umweltfreundlicher zu machen oder um clevere neue Produkte herzustellen. Das reicht von Bioplastik aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais oder Zuckerrohr über Biowaschmittel, die auch bei niedrigen Temperaturen zuverlässig reinigen und dabei ganz ohne aggressive Chemie auskommen, bis hin zu klimafreundlichem Biokerosin für Flugzeuge. Dieses wird mithilfe von Bakterien aus Industrieabgasen gewonnen.
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Grün wie Pflanzen
Die grüne Biotechnologie nutzt gentechnische Prozesse, um Saatgut und Pflanzen robuster gegen Schädlinge, Krankheiten oder Dürre zu machen. Oder um ihnen nützliche Eigenschaften zu verleihen, etwa damit sie mehr Ernte geben oder, wie der goldene Reis, bestimmte Vitamine produzieren und so dabei helfen, Vitaminmangel in Entwicklungsländern zu bekämpfen.
Oft machen diese neuen Eigenschaften die Landwirtschaft umweltfreundlicher: Wenn der Mais sich selbst gegen Raupen wehren kann, werden giftige Spritzmittel überflüssig.
Bild: AdobeStock
Grün wie Pflanzen
Die grüne Biotechnologie nutzt gentechnische Prozesse, um Saatgut und Pflanzen robuster gegen Schädlinge, Krankheiten oder Dürre zu machen. Oder um ihnen nützliche Eigenschaften zu verleihen, etwa damit sie mehr Ernte geben oder, wie der goldene Reis, bestimmte Vitamine produzieren und so dabei helfen, Vitaminmangel in Entwicklungsländern zu bekämpfen.
Oft machen diese neuen Eigenschaften die Landwirtschaft umweltfreundlicher: Wenn der Mais sich selbst gegen Raupen wehren kann, werden giftige Spritzmittel überflüssig.
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Grau wie Abwasser
Die graue oder Umweltbiotechnologie setzt Pflanzen und Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze ein, um Abfälle abzubauen. Sie reinigt das Abwasser in Kläranlagen, filtert Abgase und entfernt Schadstoffe aus dem Boden. Manche Organismen werden sogar als Biosensoren eingesetzt und warnen frühzeitig vor Umweltverschmutzung.
Kurz: Die graue Biotechnologie setzt auf winzige biologische Helfer, um Umweltschäden, die der Mensch verursacht hat, wieder zu beheben. So kommen etwa bei einem leckgeschlagenen Öltanker gentechnisch veränderte Bakterien zum Einsatz, die den für Seevögel und Fische giftigen Ölteppich zersetzen.
Bild: AdobeStock
Grau wie Abwasser
Die graue oder Umweltbiotechnologie setzt Pflanzen und Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze ein, um Abfälle abzubauen. Sie reinigt das Abwasser in Kläranlagen, filtert Abgase und entfernt Schadstoffe aus dem Boden. Manche Organismen werden sogar als Biosensoren eingesetzt und warnen frühzeitig vor Umweltverschmutzung.
Kurz: Die graue Biotechnologie setzt auf winzige biologische Helfer, um Umweltschäden, die der Mensch verursacht hat, wieder zu beheben. So kommen etwa bei einem leckgeschlagenen Öltanker gentechnisch veränderte Bakterien zum Einsatz, die den für Seevögel und Fische giftigen Ölteppich zersetzen.
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Gelb wie Honig
Es gibt über eine Million Insektenarten. Sie gehören zu den erfolgreichsten Überlebenskünstlern der Natur. Die gelbe Biotechnologie erforscht das riesige Arsenal chemischer Substanzen, mit dem sich Insekten an die unterschiedlichsten Lebensräume anpassen. Der asiatische Marienkäfer zum Beispiel verdrängt in unseren Gärten die einheimischen “Himmugüegeli” dank einer Biowaffe, gegen die er selbst immun ist. Liesse sich diese Superwiderstandsfähigkeit vielleicht auch in der Medizin nutzen?
Bild: AdobeStock
Gelb wie Honig
Es gibt über eine Million Insektenarten. Sie gehören zu den erfolgreichsten Überlebenskünstlern der Natur. Die gelbe Biotechnologie erforscht das riesige Arsenal chemischer Substanzen, mit dem sich Insekten an die unterschiedlichsten Lebensräume anpassen. Der asiatische Marienkäfer zum Beispiel verdrängt in unseren Gärten die einheimischen “Himmugüegeli” dank einer Biowaffe, gegen die er selbst immun ist. Liesse sich diese Superwiderstandsfähigkeit vielleicht auch in der Medizin nutzen?
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Braun wie die Erde
Die braune Biotechnologie orientiert sich an natürlichen Organismen, die selbst unter extremen Wüstenbedingungen überleben können. Ihr Ziel ist es, Böden in nahezu unfruchtbaren Regionen so zu verbessern, dass dort Landwirtschaft möglich oder das Vordringen der Wüste gebremst wird. Zum Einsatz kommen etwa genetisch verbesserte Nutzpflanzen, die auch in salzhaltigen und sehr trockenen Böden gedeihen, zum Beispiel dürreresistenter Mais für afrikanische Kleinbauern. Hinzu kommt Biodünger aus Bakterien und Pilzen, die den Pflanzen helfen, Nährstoffe besser aufzunehmen und zu verwerten.
Bild: AdobeStock
Braun wie die Erde
Die braune Biotechnologie orientiert sich an natürlichen Organismen, die selbst unter extremen Wüstenbedingungen überleben können. Ihr Ziel ist es, Böden in nahezu unfruchtbaren Regionen so zu verbessern, dass dort Landwirtschaft möglich oder das Vordringen der Wüste gebremst wird. Zum Einsatz kommen etwa genetisch verbesserte Nutzpflanzen, die auch in salzhaltigen und sehr trockenen Böden gedeihen, zum Beispiel dürreresistenter Mais für afrikanische Kleinbauern. Hinzu kommt Biodünger aus Bakterien und Pilzen, die den Pflanzen helfen, Nährstoffe besser aufzunehmen und zu verwerten.
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Der goldene Schnitt
Die goldene Biotechnologie verbindet Biologie, Informatik und Mathematik. Sie nutzt spezielle Software, um grosse biologische Datenmengen zu erfassen und auszuwerten. Dazu gehört zum Beispiel das Genom – also die gesamte Erbinformation, die in einer Zelle gespeichert ist. Ziel ist es, zu verstehen, wie Gene und Proteine in Lebewesen funktionieren und wie sie zusammenarbeiten. Für die Medikamentenforschung ist das ein Riesenvorteil: Am Computer können Millionen möglicher Wirkstoffe simuliert und ihre Wirkung auf Zellen getestet werden. Das spart Zeit und kann Labor- und Tierversuche ersetzen.
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Der goldene Schnitt
Die goldene Biotechnologie verbindet Biologie, Informatik und Mathematik. Sie nutzt spezielle Software, um grosse biologische Datenmengen zu erfassen und auszuwerten. Dazu gehört zum Beispiel das Genom – also die gesamte Erbinformation, die in einer Zelle gespeichert ist. Ziel ist es, zu verstehen, wie Gene und Proteine in Lebewesen funktionieren und wie sie zusammenarbeiten. Für die Medikamentenforschung ist das ein Riesenvorteil: Am Computer können Millionen möglicher Wirkstoffe simuliert und ihre Wirkung auf Zellen getestet werden. Das spart Zeit und kann Labor- und Tierversuche ersetzen.
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Nicht ganz unbedenklich

Biotechnologie kann sehr viel bewirken. Gleichzeitig gibt es auch viele Bedenken, besonders was die Genom-Editierung angeht, die gezielte Veränderung einzelner Abschnitte im Erbgut. Wie weit soll und darf der Mensch in die Mechanismen des Lebens eingreifen – also ein Stück weit "Gott spielen"? Ist es in Ordnung, Embryonen genetisch zu verändern oder Lebewesen zu klonen, d.h. künstlich genetisch identische Kopien herzustellen? Auch die Sicherheit ist ein zentrales Thema. Was passiert zum Beispiel, wenn gentechnisch veränderte Organismen in die Natur gelangen? Welche Auswirkungen hätte das auf Umwelt und Ökosysteme? Noch sind viele Fragen offen.

In der Schweiz umstritten

Nicht überall werden die Risiken gleich eingeschätzt: In den USA ist Genfood weitgehend akzeptiert, in Europa wird es kritischer gesehen. In der Schweiz gilt seit 2005 ein Moratorium für den Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen. Dieses ist jedoch umstritten und wird immer wieder angepasst. Kritiker befürchten, dass es den Fortschritt bremst.

Fünf ziemlich verrückte Anwendungen

Adieu, stromfressende Rechenzentren
Künstliche DNA könnte gigantische Datenmengen über Tausende von Jahren speichern – auf kleinstem Raum. Theoretisch passen so sämtliche Daten der Welt in einen Schuhkarton.
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Langlebige Bauwerke
In Beton eingebettete Bakterien produzieren Kalkstein, sobald Wasser in einen Riss eindringt. Dann schliesst sich dieser von selbst.
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Schluss mit Elektroschrott
Stromleitende Kabelbakterien machen Elektronik möglich, die sich biologisch abbaut.
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Pilze statt Plastik
Ein Basler Start-up züchtet kompostierbares Verpackungsmaterial aus Pilzen, gefüttert mit Bioabfällen.
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Gezielter Medikamenteneinsatz
Miniroboter aus lebenden Froschzellen transportieren Medikamente nur genau dorthin, wo sie wirken müssen.
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