Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alge im Eismeer - Genom einer antarktischen Meeresalge entschlüsselt

23.02.2017

Konstanzer Biologen waren bei der Entschlüsselung des Genoms einer antarktischen Meeresalge und damit an neuen Einblicken in ihre Anpassung an das Leben im Südpolarmeer beteiligt

Das Südpolarmeer umgibt den antarktischen Kontinent und beheimatet trotz seiner scheinbaren Lebensfeindlichkeit eine erstaunliche Vielfalt von Lebensformen, von winzigen Einzellern bis hin zum größten Tier der Welt, dem Blauwal. Die Grundlage dieser Ökosysteme bilden photosynthetische Algen.


Die Kieselalge Fragilariopsis cylindrus lebt in kleinen Kanälen im Eis, die entstehen, wenn Meerwasser gefriert.

Bildnachweis: Dr. Karen Junge, University of Washington, USA.

Ein besonders relevanter Vertreter dieser Gruppe ist die Kieselalge Fragilariopsis cylindrus. Diese Alge wächst sowohl in gefrierendem Seewasser bei Temperaturen deutlich unter dem Gefrierpunkt als auch als Plankton im Freiwasser.

Einem internationalen Konsortium von 44 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus sechs verschiedenen Ländern unter Beteiligung der Konstanzer Algenforscher Dr. Ansgar Gruber und Prof. Dr. Peter Kroth ist es nun gelungen, das Genom dieser Kieselalge zu entschlüsseln.

Die Ergebnisse des Projekts wurden im Januar in dem renommierten Wissenschaftsjournal Nature publiziert und bieten Einblick in die umfangreichen Anpassungen der Alge an das Leben im Eismeer. Online sind sie nachzulesen unter http://dx.doi.org/10.1038/nature20803

Fragilariopsis cylindrus besitzt beispielsweise eisbindende Proteine, die die Struktur entstehender Eiskristalle verändern können, oder viele Kupfer- beziehungsweise Zink-bindende Proteine, die unter den im Südpolarmeer herrschenden Eisenmangelbedingungen eisenbindende Proteine ersetzen können.

Besonders überraschend ist die Beobachtung der Forscher, dass das Genom zwar, wie alle bisher bekannten Kieselalgen-Genome, in zweifacher Kopienzahl vorliegt (entsprechend den mütterlich und väterlich ererbten Teilen des menschlichen Genoms), die beiden Kopien (Allele) aber in vielen Fällen deutlicher voneinander verschieden sind als bei anderen Organismen.

Hinzukommt, dass die Funktion der ungleichen Gen-Paare auch unterschiedlich reguliert wird, und zwar umso unterschiedlicher je verschiedener die beiden Allele sind. Da sich die Kieselalgen einerseits in der Regel als identische Kopien der Mutterzelle (klonal) vermehren, andererseits aber in jeder Runde der auch vorkommenden geschlechtlichen Fortpflanzung die Gen-Paare neu rekombiniert werden, zeigt diese Entdeckung auch einen Weg auf, wie die Fähigkeit zu genetischer Anpassung in einem einzelligen Organismus vererbt werden kann.

Diese Erkenntnis der Forscher ist von besonderem Interesse, da sich aufgrund des weltweiten Klimawandels die Lebensbedingungen in den Polarmeeren derzeit stark verändern. Wie Kieselalgen auf diese Veränderungen reagieren, wird von entscheidender Bedeutung für die Ökosysteme der Ozeane sein – und damit nicht zuletzt auch für die Zukunft der Menschheit.

Originalveröffentlichung:
Mock, T. et al. (2017): Evolutionary genomics of the cold-adapted diatom Fragilariopsis cylindrus. Nature 541, 536–540, 26 January 2017. http://dx.doi.org/10.1038/nature20803

Faktenübersicht:
• Die 44 beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen an Instituten in Großbritannien, den USA, Italien, Deutschland, Frankreich und Kanada.
• Die Genomsequenz von Fragilariopsis cylindrus ist über das Genomportal des amerikanischen Department of Energy Joint Genome Institute (JGI), an dem auch ein großer Teil der Sequenzierarbeiten durchgeführt wurde, öffentlich zugänglich: http://genome.jgi.doe.gov/Fracy1/Fracy1.home.html
• Informationen über das Leben polarer Kieselalgen finden sich auch im „behind the paper“-Artikel des Koordinators des Fragilariopsis cylindrus – Genomprojekts Prof. Dr. Thomas Mock von der University of East Anglia in Großbritannien: http://go.nature.com/2hV8UAy
• Fragilariopsis cylindrus wurde von den in der Sektion Phykologie (Algenkunde) der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) organisierten Algenforscherinnen und Algenforschern zur „Alge des Jahres 2011“ gewählt. Weitere Informationen und Fotos dieser Alge finden sich auf der Internet-Seite der Sektion Phykologie:
http://dbg-phykologie.de/alge-des-jahres/alge-des-jahres-2011.html

Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: + 49 7531 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de

Julia Wandt | Universität Konstanz

Weitere Berichte zu: Alge Eismeer Fragilariopsis cylindrus Genom Kieselalge Meeresalge Meerwasser Phykologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Treibjagd in der Petrischale
24.11.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Dinner in the Dark – ein delikates Wechselspiel der Mikroorganismen
24.11.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Metamaterial mit Dreheffekt

24.11.2017 | Materialwissenschaften

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten