Erzeugung von lumineszierenden Materialien durch lebende Algen

• Antragsteller: Professor Dr. Joachim Bill
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246899901

In diesem Fortsetzungsantrag möchten wir weitere Biomineralisationsprozesse in der marinen Algenart Emiliania huxleyi untersuchen. Wir möchten den Weg des Lanthanids Terbium vom umgebenden Medium bis in das intrazelluläre Coccolithvesikel (cv) verfolgen, in dem die Coccolithe produziert werden. Der Einbau von Tb3+ in die Coccolithe konnten wir im 1. Teil des Projekts nachweisen, diese Ergebnisse haben gezeigt, dass das Tb3+ in den wachsenden Coccolithen im cv in den Zellen eingebaut wird. Der Vorteil, den die Untersuchung von Tb3+ durch die Zellen bietet, ist dessen spezifische Fluoreszenz. Wir möchten den Transport und den Weg des Tb3+ durch die Zelle anhand von zwei verschiedenen Ansätzen untersuchen: A) Wir möchten die Proteine, die in den Transport des Tb3+ durch die Zelle involviert sind mithilfe von 2D Gelelektrophorese identifizieren. Dafür werden wir das Proteom des kalzifizierenden E. huxleyi Stamms CCMP1516 mit dem des nicht-kalzifizierenden E. huxleyi Stamms CCMP1516NC und bei Zugabe von verschiedenen Mengen an Tb3+ und/oder Ca2+ ins Medium vergleichen. B) Wir möchten anhand von Konfokal- und Transmissionsmikroskopie untersuchen, in welchen Zell-Organellen und/oder Kompartimenten sich das Tb3+ während des Wegs von der Zellmembran in das cv ansammelt. Zuerst werden wir die lebenden Zellen mithilfe eines Konfokal-Mikroskops beobachten, nachdem Tb3+ dem Medium zugegeben wurde. Wir möchten die Verteilung des Tb3+ in der Zelle mithilfe eines Filters verfolgen, damit können wir exklusiv die Tb3+ Emission visualisieren. Da der intrazellulare Coccolith innerhalb von 1 bis 2 Stunden entsteht, möchten wir untersuchen, wo in der Zelle sich das Tb3+ innerhalb dieser Zeit befindet. Wenn wir das Tb3+ an einer bestimmten Stelle in der Zelle sehen können, werden diese Zellen gesammelt und für die TEM-Untersuchungen unter Kryo-Bedingungen weiter präpariert. Wir werden die gesammelten Zellen zuerst mit einer Hochdruckgefrieranlage einfrieren und danach eine Gefriersubstitution durchführen, bevor die Zellen geschnitten und die Dünnschnitte mit TEM/EDX sowie mit TEM/CL untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen