Lebenselixier Licht

Das Licht der Sonne beeinflusst alles Leben auf unserem Planeten. Das gilt für hoch entwickelte, komplexe Organismen wie den Menschen genauso wie für winzigste Einzeller.

Nicht nur für höhere Pflanzen, sondern auch für Grün- und Kieselalgen ist Licht das wichtigste Lebenselixier: „Algen nutzen Licht nicht nur zur Energiegewinnung“, weiß Prof. Dr. Maria Mittag von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Es steuert auch deren Bewegungen und dient nicht zuletzt dem Abgleich ihrer inneren Uhr“, so die Professorin für Allgemeine Botanik.

Die unterschiedlichen Wirkungen des Lichtspektrums auf Algen werden von spezifischen Eiweißen vermittelt. Welche das im Einzelnen sind und wie deren Zusammenspiel funktioniert, das werden Prof. Mittag und ein Team von Forschern aus ganz Deutschland jetzt intensiv erforschen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert zunächst in den kommenden drei Jahren eine neue Forschergruppe zum Thema „Licht-gesteuerte Reaktionen in einzelligen Modell-Algen“, die von Prof. Mittag koordiniert wird.

Zu den wichtigsten Fragestellungen, die die neue Forschergruppe bearbeiten wird, zählt die Lichtregulation der Photosynthese der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum. „Bisher ist darüber kaum etwas bekannt und das obwohl Kieselalgen für rund ein Fünftel der weltweiten Photosyntheseleistung verantwortlich sind“, so Prof. Mittag.

Neben den Kieselalgen steht die einzellige Grünalge Chlamydomonas reinhardtii im Fokus der Forschergruppe. „Wir wollen u. a. klären, wie die innere Uhr dieser Algen tickt“, so Prof. Mittag. Chlamydomonas reinhardtii haben einen ausgeprägten Tag-Nacht-Rhythmus: Während sie tags mit Hilfe ihrer zwei Geißeln aktiv auf eine Lichtquelle zu schwimmen, bleiben sie nachts von Licht unbeeindruckt. Zur Lichtwahrnehmung besitzt die Grünalge einen sogenannten Augenfleck – ein primitives visuelles System. Ein Ziel des Jenaer Teams um Prof. Mittag ist es herauszufinden, welche Eiweiße im Einzelnen an der Lichtwahrnehmung und der Steuerung des Tag-Nacht-Rhythmus der Grünalgen beteiligt sind und deren Funktionsweise aufzuklären.

Insgesamt werden von der neuen Forschergruppe sieben Projekte an sieben Hochschulen bearbeitet. „Unsere Gruppe ist interdisziplinär ausgerichtet“, so Sprecherin Mittag. Neben den Jenaer Botanikern sind weitere Molekularbiologen, Physiologen und Biophysiker von den Universitäten Frankfurt/M., Bielefeld, Konstanz, Würzburg, Leipzig und der Humboldt-Universität Berlin in die Forschergruppe eingebunden. Neben molekularbiologischen und biochemischen Methoden wollen die Wissenschaftler vor allem biophysikalische Untersuchungstechniken zur Charakterisierung der Algen-Eiweiße einsetzen. Da die gesamte Erbinformation der beiden Algen bereits bekannt ist, können auch aktuelle Hochdurchsatz-Methoden z. B. zur Proteom-Forschung eingesetzt werden.

Kontakt:
Prof. Dr. Maria Mittag
Institut für Allgemeine Botanik und Pflanzenphysiologie der Universität Jena
Am Planetarium 1
07743 Jena
Tel.: 03641 / 949201
E-Mail: M.Mittag[at]uni-jena.de