Das Verbundprojekt HotSysAPP beschäftigt sich mit einzelligen Organismen, den sogenannten Archaeen. Ziel ist die Verbesserung der nachhaltigen biotechnologischen Produktion von Chemikalien (wie Bioalkohole und Biotreibstoffe) aus Lignocellulose. Lignocellulose ist ein pflanzlicher Rohstoff, der bereits zur Herstellung von Chemikalien genutzt wird. Das derzeitige Verfahren könnte jedoch in Bezug auf Prozesskosten, Effizienz und Nachhaltigkeit noch optimiert werden. Dies soll mit Hilfe von Archaeen gelingen, die vor etwa 40 Jahren als dritte Domäne des Lebens neben Bakterien und Eukaryonten etabliert wurden und verstärkt in Umgebungen mit extremen Lebensbedingungen vorkommen.

Ihre Robustheit und einzigartigen Stoffwechseleigenschaften sowie ihre stabilen Enzyme (die sogenannten Extremozyme) machen Archaeen für biotechnologische Anwendungen besonders interessant. Das Projekt HotSysAPP hat das Archaeon Sulfolobus acidocaldarius (Saci) als Modell-Organismus ausgewählt, um das Lignocellulose-Verfahren zu verbessern. Die Wachstumsbedingungen von Saci (niedriger pH und hohe Temperaturen) entsprechen den Bedingungen beim Prozess der Lignocellulose-Vorbehandlung. Zudem ist es ein vielseitiger „Chassis“ (Schlitten), für den bereits genetische Werkzeuge etabliert sind, so dass die Einführung neuer Gene und damit neuer Fähigkeiten erleichtert wird. Mittels eines modellbasierten, systembiologisch datengetriebenen Ansatzes und durch den Einsatz von aktuellen Techniken der Transkriptom-, Proteom-, und Metabolom-Analyse soll nun Saci im Zuge des Verbundprojektes als Chassis für die Produktion von Chemikalien aus Lignocellulose angepasst und optimiert werden.