Ansprechpartner

Dr. Franziska Lederer
Ehemalige Marie-Curie-Stipendiatin

Abteilung Biotechnologie

Email: f.lederer@hzdr.de
Tel.: 0351 260 - 2427

On Research Gate

Aktuelle Forschung

Die Gruppe entwickelt gerade einen neuen Prozess für die magnetische Trennung von Lampenpulverkomponenten basierend auf deren chemischen und physikalischen Eigenschaften. Neusynthetisierte magnetische Kugeln, die mit verschiedenen Chemikalien stabilisiert sind, werden mit Peptiden funktionalisiert und im Vergleich zu kommerziell erhältlichen magnetischen Kugeln getestet und bewertet. Neue Peptide, welche selektiv BAM binden, einen blauen Leuchtstoff, der Europium enthält, wurden mit Hilfe der Phagendisplaymethode identifiziert. In früheren Experimenten wurden Peptide für LAP und CAT Partikel identifiziert, welche Terbium und Cerium enthalten. Die Peptide werden chemisch hergestellt und für neue Biokollektor-Funktionalisierungsexperimente genutzt. Die Interaktion der Peptide mit den Zielpartikeln wird ebenfalls optimiert.

Aktuelle Projekte der Gruppe finden sich unter folgendem Link. Im PepMetal Projekt wurden neue Phagen-gebundene Peptide, die selektiv bestimmte, in der Industrie relevante Kunststoffe binden, unter Verwendung der Phagendisplaymethode identifiziert. Im Wipanoprojekt NORA wird an der heterologen Expression eines interessanten Peptides gearbeitet. Im BMBF Projekt PepTight werden neue modulare biohybride Filter für Lanthanid-Ionen identifiziert. Im SAB Orientierungsvorhaben PepSortPlast wurde eine marktseitige Validierung der technologischen Idee zur Verwendung von leuchtenden Kunststoff-bindenden Peptiden durchgeführt.


Pressmitteilungen

Foto: In dem Fläschchen befinden sich Magnetitpartikel, die mit Seltenen Erdbindenden Biomolekülen funktionalisiert. Der Magnet rechts zieht die Partikel an. ©Copyright: HZDR/Detlev Müller

Rohstoffe aus der Lampe - Leschs Kosmos: Virales Recycling von Seltenen Erden aus Leuchtstofflampen

Es ist kein Geheimnis, dass die Rohstoff-Vorkommen auf der Erde begrenzt sind. Deshalb sind innovative Lö­sungen für das Recycling gefragt. Forscher­*innen des Helmholtz-Instituts Freiberg für Res­sourcen­tech­no­logie (HIF) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie Seltene Erden aus Leuchtstofflampen zurückgewinnen können. Den Schlüssel zur gezielten Rückgewinnung der Seltenen Erden liefern Bakteriophagen: Viren, die vor allem Bakterien infizieren. Durch die Kombination mit einem speziellen magnetischen Trennungs­verfahren ist es den Freiberger Forscher­*innen ge­lungen, Rohstoffe gezielt aus Stoffgemischen herauszufiltern und wiederzu­verwenden. Dieses innovative Recycling interessiert auch die ZDF-Wissen­schaftsreihe Leschs Kosmos, die sich dem Thema in ihrer nächsten Folge am 6. September 2022 um 22:45 Uhr widmet.
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Foto: Spezielle Peptidverbindungen in Form eines Filters agieren als biologische Angel, um Gallium aus Industrieabwässern herauszulösen. ©Copyright: HZDR/Sahneweiß

Hightech-Abfall biologisch recyceln: Innovatives biotechnologisches Verfahren löst Gallium aus Industrieabwässern

Gallium ist ein seltenes, aber in der High-Tech-Industrie viel ­verwendetes Metall. Dieser krasse Gegensatz macht Recycling unabdingbar. Bisherige Verfahren sind allerdings kostenintensiv und chemisch belastet. Biotechnologische Ansätze nutzen daher Peptide, da sie in der Lage sind, metallische Partikel, Mineralien und Metallionen umweltschonen­d zu binden und gezielt voneinan­der zu unterscheiden. Wissen­schaftler­*innen des Helmholtz-Instituts Freiberg für Res­sourcen­tech­no­logie (HIF) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) konnten nun zeigen (DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.125366), dass sich ein Peptid-basiertes Material für die Gewinnung von Gallium aus Produktions­abwässern der Halbleiterindustrie ­verwenden lässt.
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Foto: Dr. Franziska Lederer leitet seit 1.10.2018 die Nachwuchsgruppe "BioKollekt" am HZDR ©Copyright: André Wirsig/HZDR

Bio-Angeln für Seltene Erden: Wie Eiweiß-Bruch­stücke Elek­tronik-Schrott recyceln

Medien­information vom 15.10.2018: Ohne wichtige Schlüssel-Elemente, wie Kupfer oder die Metalle der Seltenen Erden, funktioniert weder die moderne Elek­tronik noch fließt elektrischer Strom. Ausgediente Energiesparlampen, Handys, Compu­ter und Schrotte könnten eine wichtige Quelle für diese Rohstoffe sein, allerdings lassen sich die wertvollen Hightech-Metalle von dort nur schwer zurückgewinnen. Es sei denn, man angelt mit kleinen Eiweiß-Bruch­stücken danach, die Forscher vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Technischen Uni­versität Bergakademie Freiberg gerade in der Zeitschrift „Research in Microbiology“ vorstellen.
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Foto: Dr. Franziska Lederer im biotechnologischen Labor ©Copyright: HZDR/Frank Bierstedt

Anschub für die Karriere statt Ausstieg aus der Wissen­schaft - Das Lucy-Mensing-Programm am HZDR hilft Forscher­*innen bei familienbedingten Auszeiten

Frauen in leitenden Posi­tionen sind in Deutschland noch immer unterrepräsen­tier­t. Im wissen­schaftlichen Bereich gilt dies besonders für außeruni­versitäre For­schungs­einrich­tungen. Im Gleichstel­lungs­plan hat sich das HZDR deshalb dazu ­verpflichtet, den Frauenanteil in sämtlichen wissen­schaftlichen Posi­tionen zu erhöhen und der Abwande­rung von Frauen aus der Wissen­schaft, vor allem während der Postdoc-Phase, entgegenzuwirken. Vor diesem Hintergrund brachte der Vorstand in Kooperation mit der Gleichstel­lungs­beauftragten vor einigen Monaten das Lucy-Mensing-Programm auf den Weg. Der Fonds soll Forscher­*innen bei familienbedingten Auszeiten unterstützen. Dr. Franziska Lederer vom HIF und eine weitere Kollegin erhalten die Förde­rung.
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HZDR-Innovationskontest 2020

2. Platz für das Thema Entwicklung von Plastik-bindenden Biomolekülen zur Detektion und Sortierung schwarzer Kunststoffe von Dr. Franziska Lederer, Dr. Nora Schönberger, Caroline Bobeth, Tina Kiesslich


Aktuelle Publikationen

  • Schönberger, N., Matys, S., Lederer, F.L., Braun, R., Pollmann, K. (2022)
    Ressourcentechnologie: neue Akzente durch gerichtete Evolution.
    Biospektrum 01/22. DOI: 10.1007/s12268-022-1691-z

  • Schrader, M., Bobeth, C., Lederer, F.L. (2022)
    Quantification of peptide-bound particles: A phage mimicking approach via site-selective immobilization on glass.
    Journal ACS Omega 7, 187-197. (https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04343)

  • Taylor, C., Schönberger, N., Laníková, A., Patzschke, M., Drobot, B., Žídek, L., Lederer, F. (2021)
    Investigation of the structure and dynamics of Gallium binding to high-affinity peptides elucidated by multi-scale simulation, quantum chemistry, NMR and ITC.
    Physical Chemistry Chemical Physics 23, 8618. (DOI: 10.1039/d1cp00356a)

  • Boelens, P.; Lei, Z.; Drobot, B.; Rudolph, M.; Li, Z.; Franzreb, M.; Eckert, K.; Lederer, F. (2021)
    High-gradient magnetic separation of compact fluorescent lamp phosphors: Elucidation of the removal dynamics in a rotary permanent magnet separator.
    Minerals 2021, 11, 1116. https://doi.org/10.3390/min11101116

  • Schönberger, N., Matys, S., Lederer, F.L., Pollmann, K. (2021)
    Peptid-basierte Galliumfilter. Wie Maßgeschneiderte Biomoleküle das Recycling von High-Tech-Metallen ermöglichen.
    GIT Laborfachzeitschrift. https://bit.ly/GIT-Schoenberger

  • Schönberger, N., Taylor, C., Schrader, M., Drobot, B., Matys, S., Lederer, F.L., Pollmann, K. (2021)
    Gallium-binding peptides as a tool for the sustainable treatment of industrial waste streams.
    Journal of Hazardous Materials 414. ( https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.1253669)

  • Lederer, F.L., Pollmann, K. (2021)
    Electronic Waste: Recycling and Reprocessing for a Sustainable Future. Chapter 9. Recycling Technologies - Biohydrometallurgy.
    Invited book chapter. https://doi.org/10.1002/9783527816392.ch9

  • Braun, R., Schönberger, N., Vinke, S., Lederer, F., Kalinowski, J., Pollmann, K. (2020)
    Application of Next Generation Sequencing (NGS) in phage displayed peptide selection to support the identification of arsenic-binding motifs.
    Viruses, 12 (12), 1361. (https://doi.org/10.3390/v12121361)

  • Matys, S., Schönberger, N., Lederer, F.L., Pollmann, K. (2020)
    “Characterization of specifically metal-binding phage clones for selective recovery of cobalt and nickel” Journal of Environmental Chemical Engineering, 8, 103636.
    DOI-Link: https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103606
  • Schönberger, N., Braun, R., Matys, S., Lederer, F.L., Lehmann, F., Flemming, K., Pollmann, K. (2019)
    „Chromatopanning for the identification of gallium binding peptides” Journal of Chromatography A, 1600, 158-166.
    DOI-Link: https://doi.org/10.1016/j.chroma.2019.04.037
  • Schönberger, N., Zeitler, C., Braun, R., Lederer, F.L., Matys, S., Pollmann, K. (2019)
    “Directed Evolution and Engineering of Gallium-Binding Phage Clones – A Preliminary Study” Biomimetics, 4, 35.
    DOI-Link: 10.3390/biomimetics4020035
  • Lederer, F.L. (2019)
    "Bioangeln zum Recycling Seltener Erden – Selektive Trennung von Mineralen durch Phagen-gebundene Peptide", GIT Labor-Fachzeitschrift 2/2019, 27-29.
  • Lederer, F.L., Braun, R., Schöne, L.M., Pollmann, K. (2019)
    "Identification of peptides as alternative recycling tools via phage surface display – How biology supports Geosciences", Minerals Engineering 132, 245-250.
    DOI-Link: 10.1016/j.mineng.2018.12.010
  • Braun, R., Bachmann, S., Schönberger, N., Matys, S., Lederer, F., Pollmann, K. (2018)
    "Peptides as biosorbents – Promising tools for resource recovery", Research in Microbiology 169, 649-658.
    DOI-Link: 10.1016/j.resmic.2018.06.001

Aktuelle Projekte

  • PepMetal: Entwicklung eines Systems für das Design und die Synthese von maßgeschneiderten Peptiden für die Behandlung von Polymeren im Vorfeld der Kunststoff-Metallisierung (Dr. Franziska Lederer/Dr. Katrin Pollmann, BMBF Bioökonomie-Ausschreibung Maßgeschneiderte Inhaltsstoffe 2, FKZ 031B0828A, 2020-2023)
  • NORA: Etablierung eines biologischen Peptidexpressionssystems zur Galliumrückgewinnung und Oberflächenmodifizierung (Dr. Franziska Lederer, BMWi WIPANO Fördermaßnahme, 2020-2021)
  • PepTight: Lasst die Biologie ran – Peptide umgarnen entscheidende Rohstoffe: die „natürliche“ Trennung von Lanthaniden (Dr. Franziska Lederer, BMBF- Bioökonomie-Ausschreibung Biohybride Technologien, FKZ 031B1122A, 2021-2024)
  • PepSortPlast: Kunststoffbindende Peptide zur schnellen optischen Identifizierung von Kunststoffsorten (Dr. Franziska Lederer, SAB Validierungsvorhaben, FKZ: 100544075, 2021; Diese Maßnahme wird finanziert durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung sowie durch Steuermittel auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes.