Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zwischen Rot- und Blaulicht: Forscher entdecken neue Funktionsweise molekularer Lichtschalter

20.10.2014

Kieselalgen spielen für die Wasserqualität und für das Weltklima eine wichtige Rolle. Sie erzeugen einen großen Teil des Sauerstoffs in der Erdatmosphäre und bewerkstelligen etwa ein Viertel der globalen CO2-Assimilation, wandeln also Kohlenstoffdioxid in organische Stoffe um.

Ein entschiedener Faktor dabei sind ihre Lichtrezeptoren. Forscher der Universität Leipzig und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung haben nun herausgefunden, dass die Art des Lichts den Kohlenstofffluss in den Algen steuert. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler kürzlich in der renommierten Online-Fachzeitschrift PLOS ONE veröffentlicht.


Lichtmikroskopische Aufnahme der Kieselalge

Foto: Uni Leipzig, Christian Wilhelm

„Kieselalgen zeigen eine besondere Art, auf Licht zu reagieren und ihren Stoffwechsel den wechselnden Lichtbedingungen im Wasser anzupassen“, sagt Prof. Dr. Christian Wilhelm, Leiter der Abteilung Pflanzenphysiologie an der Universität Leipzig.

„Wir konnten nun erstmals zeigen, dass Lichtrezeptoren, die die Intensität des blauen oder des roten Lichts messen können, nicht nur die Gentranskription verändern, sondern direkt die Aktivität von Enzymen im Stoffwechsel steuern.“

Ein rascher Lichtwechsel von Blau- zu Rotlicht und umgekehrt beeinflusse zwar nicht die Photosynthese-Leistung, der Stoffwechsel werde aber innerhalb von 15 Minuten drastisch umgesteuert. „So können im Rotlicht gewachsene Zellen, die in einem blauen Lichtmilieu weiter kultiviert werden, zwar noch immer Photosynthese treiben, aber nicht mehr wachsen.“

Diese „Lichtschalter“ könne man nun benutzen, um den Kohlenstofffluss in Zellen zu steuern. Der Nachweis dafür gelang mittels der am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung etablierten Metabolomplattform MetaPro. „Es eröffnen sich damit neue Wege für die biotechnologische Steuerung von Zellen“, erklärt Christian Wilhelm.

„Diese Arbeit ist ein weiterer Beleg für den Mehrwert von intensiven Kooperationen zwischen außeruniversitären und universitären Einrichtungen, insbesondere mit der Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie“ freut sich Prof. Martin von Bergen, Sprecher des Departments für Metabolomics am UFZ und einer der Mitautoren.

Die Leipziger Algenexperten der Pflanzenphysiologie an der Universität Leipzig hatten vor zwei Jahren bereits mit einer anderen Publikation auf sich aufmerksam gemacht: Zusammen mit Wissenschaftlern aus Karlsruhe und Bremen erbrachten sie den Beweis, dass sich Sonnenlicht mithilfe von Mikroorganismen hocheffizient in reines Erdgas umwandeln lässt. Dabei wird der Stoffwechsel von Grünalgen umgelenkt.

Die Veröffentlichung zu den Kieselalgen:
The Acclimation of Phaeodactylum tricornutum to Blue and Red Light Does Not Influence the Photosynthetic Light Reaction but Strongly Disturbs the Carbon Allocation Pattern
DOI: 10.1371/journal.pone.0099727

Die Veröffentlichung zu den Grünalgen:
Methane production from glycolate excreting algae as a new concept in the production of biofuels
DOI: 10.1016/j.biortech.2012.06.120

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christian Wilhelm
Institut für Biologie, Pflanzenphysiologie
Tel: 0341-97-36874
E-Mail: cwilhelm@rz.uni-leipzig.de
Internet: http://www.uni-leipzig.de/~pflaphys/

Prof. Dr. Martin von Bergen, Dr. Sven Baumann
Department für Metabolomics am Helmholtz Zentrum für Umweltforschung
Tel.: 0341-235-1211, -1099
E-Mail: martin.vonbergen@ufz.de
E-Mail: sven.baumann@ufz.de
Internet: http://www.ufz.de/index.php?de=17634
Internet: http://www.ufz.de/index.php?de=18274

Weitere Informationen:

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0099727 Die Veröffentlichung zu den Kieselalgen
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852412010395 Die Veröffentlichung zu den Grünalgen

Carsten Heckmann | Universität Leipzig

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen
22.02.2018 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

nachricht Rettender Ritter in goldener Rüstung
22.02.2018 | Exzellenzcluster Entzündungsforschung

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: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Event News

2nd International Conference on High Temperature Shape Memory Alloys (HTSMAs)

15.02.2018 | Event News

Aachen DC Grid Summit 2018

13.02.2018 | Event News

How Global Climate Policy Can Learn from the Energy Transition

12.02.2018 | Event News

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Latest News

Stiffness matters

22.02.2018 | Life Sciences

Magnetic field traces gas and dust swirling around supermassive black hole

22.02.2018 | Physics and Astronomy

First evidence of surprising ocean warming around Galápagos corals

22.02.2018 | Earth Sciences

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics