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Lichtschalter in Mikroalgen

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Lichtschalter in Mikroalgen

„Ohne Licht kein Leben“ – auf diese schlichte Formel lässt sich die Bedeutung des Sonnenlichts für uns und die Natur auf unserem Planeten bringen. Nicht nur für Tiere und höhere Pflanzen ist Licht das wichtigste Lebenselixier, auch für winzige Mikroalgen, wie Prof. Dr. Maria Mittag von der Friedrich-Schiller-Universität Jena weiß: „Algen nutzen Licht als Energiequelle, es steuert ihre Bewegungen und synchronisiert ihren Tag-Nacht-Rhythmus.“ Die Professorin für Allgemeine Botanik versucht mit ihrem Team, die zugrundeliegenden Mechanismen zu entschlüsseln, die noch so manche Fragen aufwerfen.

Anders als Landpflanzen etwa müssen einzellige Algen, die in unterschiedlichen Tiefen im Meer, Süßwasser oder feuchten Böden leben, mit extrem unterschiedlichen Lichtverhältnissen zurechtkommen. „Daher verfügen sie über ein großes Repertoire an unterschiedlichen Fotorezeptoren“, so Prof. Mittag. Welche physiologischen und molekularen Funktionen diese Rezeptor-Proteine ausfüllen und welche Prozesse durch sie reguliert werden, das wollen Prof. Mittag und ihre Kollegen gemeinsam mit einem interdisziplinären Team aus ganz Deutschland in den kommenden drei Jahren intensiv erforschen. Wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gerade entschieden hat, wird die an der Universität Jena angesiedelte Forschergruppe „Licht-gesteuerte Reaktionen in einzelligen Modell-Algen“ für weitere drei Jahre mit insgesamt rund 2,5 Millionen Euro gefördert.

Einzellige Algen, deren gesamtes Genom bekannt ist, z. B. die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii oder die Kieselalge Phaeodactylum tricornutum, dienen den Forschern als Modellorganismen. „Damit ist die Basis für Genom- und Proteomuntersuchungen gegeben“, erläutert Prof. Mittag, die Sprecherin der Forschergruppe ist. Mit den weiterhin vorhandenen molekularen Werkzeugen und Methoden der Spektroskopie sowie der Kristallographie seien die entscheidenden Voraussetzungen für ein umfassendes Verständnis der Wirkweise dieser Rezeptor-Proteine erfüllt. Gemeinsam mit Physiologen, Molekularbiologen, Biophysikern und Kristallographen von sieben weiteren Universitäten wollen die Jenaer Botaniker u. a. untersuchen, welche Prozesse diese molekularen „Lichtschalter“ auf welche Art und Weise regulieren.

Konkret wollen die Forscher Fotorezeptoren untersuchen wie die UV-absorbierenden Enzymrhodopsine sowie die im blauen Spektralbereich absorbierenden Aureochrome und Cryptochrome unterschiedlicher Typen. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf einem tierähnlichen Cryptochrom, das erst vor kurzem im Rahmen der Forschergruppe in der einzelligen Grünalge Chlamydomonas entdeckt wurde und als sensorischer Fotorezeptor im blauen und roten Spektralbereich wirkt.

Quelle: Universität Jena

 

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