Aufklärung des regulativen Netzwerkes der Lichtsammlung in photoheterotrophen Mikroalgen

• Antragsteller: Professor Dr. Olaf Kruse
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 310496771

Pflanzen und Grünalgen haben im Laufe der Evolution Lichtsammelsysteme entwickelt, welche an die Lichtverhältnisse in ihren jeweiligen Habitaten im Hinblick auf spektrale Zusammensetzung und Intensität des Lichtes angepasst sind. Diese Organismen sind ständigen Änderungen der Lichtintensität und anderen Umgebungsreizen ausgesetzt, die ihre photosynthetische Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. Hohe Lichtintensitäten können besonders schädlich sein, aber Pflanzen und Mikroalgen sind mit verschiedenen Anpassungsmechanismen ausgestattet, die eine kontrollierte Prozessierung der Sonnenlichtenergie erlauben. Viele Grünalgen sind fakultativ heterotrophe Organismen, die ihre Lichtsammelkapazität nicht nur an das Lichtangebot, sondern auch an die Verfügbarkeit von organischen und anorganischen Kohlenstoffquellen anpassen müssen. Innerhalb des beantragten Projektes sollen die verschiedenen Kontrollstufen untersucht werden, die für eine Feinabstimmung der Lichtsammelkapazität als Antwort auf ein verändertes Kohlenstoff- oder Lichtangebot benötigt werden und auf einer engen Zusammenarbeit zwischen unterschiedlichen Zellkompartimenten beruhen. Weiterhin sollen die Kontrollmechanismen der Lichtsammelproteinsynthese entschlüsseln werden, ein Prozess, der sich bereits als Hauptangriffspunkt von Anpassungsvorgängen herausgestellt hat, die durch ein verändertes Kohlenstoff- und Lichtangebot ausgelöst werden. Dabei wird die Translationskontrolle der Lichtsammelprotein-Expression als Schlüsselelement des regulatorischen Netzwerkes im Vordergrund stehen, und die Verschaltung dieser Langzeit- mit Kurzzeit-Anpassungsmechanismen untersucht. Dadurch sollen die Kontrolle der Synthese von Lichtsammelproteinen durch kernkodierte Faktoren, die dazu notwendige Kommunikation zwischen Chloroplast und Zytosol, sowie die Integration von Kurz- und Langzeitanpassungsmechanismen zur Optimierung von photosynthetischer Lichtsammlung aufgeklärt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen