Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einzeller: Feinjustierung an der inneren Uhr einer Grünalge

01.10.2008
Biologen und Bioinformatiker der Universität Jena erforschen Tag-Nacht-Rhythmus von Einzellern

Wer eine weite Reise per Flugzeug unternimmt, wird am Ziel meist vom Jetlag geplagt. Der Biorhythmus ist gestört, die "innere Uhr" aus dem Takt geraten. Dabei nehmen wir sie kaum wahr, solange sie richtig "tickt".

Doch nicht nur hochkomplexe Organismen wie der Mensch leben nach einem relativ stabilen Biorhythmus. Grünalgen der Art Chlamydomonas reinhardtii sind so winzig, dass sie mit bloßem Auge nicht erkennbar sind. Dennoch tickt auch in diesen Einzellern eine innere Uhr, die den Lebensrhythmus der Winzlinge bestimmt. "Kurz vor Tagesanbruch werfen die Algen sozusagen ihren Motor an, gesteuert von einer inneren Uhr", sagt Prof. Dr. Stefan Schuster. So sind die Einzeller bereit für die Stoffwechselaktivitäten, für die sie das Licht benötigen - sozusagen ihr Tagewerk.

Schuster, der Inhaber eines von zwei Lehrstühlen für Bioinformatik der Friedrich-Schiller-Universität Jena, möchte gemeinsam mit der Botanikerin Prof. Dr. Maria Mittag erforschen, wie die "innere Uhr" des Einzellers tickt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert dieses Kooperationsprojekt mit insgesamt etwa 850.000 Euro, angelegt ist es auf die Dauer von drei Jahren. Die Jenaer Wissenschaftler Mittag und Schuster arbeiten eng mit Dr. Oliver Ebenhöh zusammen, der in Golm bei Potsdam im Programm "GoFORSYS" arbeitet. "GoFORSYS" ist eines von vier deutschen Forschungszentren für Systembiologie, es ist am Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie und anderen Instituten im Potsdamer Raum angesiedelt.

Chlamydomonas reinhardtii dient den Wissenschaftlern als Modellpflanze. Der genügsame Einzeller lässt sich rasch vermehren und steht so in ausreichender Menge zur Verfügung. Außerdem weist die Alge Eigenschaften von Pflanze und Tier auf, sie kann deshalb als Modell für andere Lebewesen dienen. Sogar menschliche Krankheiten sind mit ihrer Hilfe bereits entschlüsselt worden.

Der Bioinformatiker Stefan Schuster und seine Mitarbeiter werden theoretisch untersuchen, wie die Grünalge reagiert, wenn ihre "innere Uhr" verstellt wird. "Die innere Uhr des Einzellers lässt sich durch Eingriffe in die Gene verstellen", sagt Schuster. Die Aktivitäten des Einzellers werden über die Gene gesteuert, ergo können ausgeschaltete oder manipulierte Gene beispielsweise den Tag-Nacht-Rhythmus verändern. Auf der Grundlage experimenteller Ergebnisse der Gruppe von Prof. Mittag simulieren die Wissenschaftler um Schuster die Wechselbeziehungen der Gene von Chlamydomonas reinhardtii mit Hilfe von Computerprogrammen - ihre Ergebnisse werden von Prof. Mittag in der Laborpraxis überprüft, wodurch wiederum die Computersimulationen verbessert werden. So wollen die Botaniker der Universität Jena Gene verändern, die für den Stickstoff-Stoffwechsel zuständig sind. "Vielleicht können wir Chlamydomonas dazu bewegen, mehr Stickstoffkomponenten aufzunehmen", sagt Maria Mittag. Gelingt das, ließe sich die Alge einsetzen, um Stickstoff-belastete Böden zu entgiften. Denn der Einzeller kommt im Süßwasser und im feuchten Erdreich vor. Erkenntnisse aus dem aktuellen Projekt könnten sich zudem auf andere Pflanzen übertragen lassen.

Kontakte:
Prof. Dr. Maria Mittag
Institut für Allgemeine Botanik und Pflanzenphysiologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Am Planetarium 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949201
E-Mail: M.Mittag[at]uni-jena.de
Prof. Dr. Stefan Schuster
Lehrstuhl für Bioinformatik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
(Biologisch-Pharmazeutische Fakultät)
Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949580
E-Mail: schuster[at]minet.uni-jena.de

Stephan Laudien | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterien aus dem Blut «ziehen»
07.12.2016 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle
07.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie