Mo-MiX - Modellierung des mixotrophen Wachstums der extremophilen Alge Galdieria sulphuraria

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas P.M. Weber
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391556560

Galdieria sulphuraria ist eine kosmopolitische photosynthetische Mikroalge die typischerweise in vulkanischen Quellen und Calderas vorkommt. Die thermo-acidophile Rotalge zeichnet sich durch eine außerordentliche metabolische Flexibilität sowie eine sehr hohe Biomasse-Produktion aus. G. sulphuraria kann sowohl photoautotroph, heterotroph, als auch mixotroph wachsen und im hetero- bzw. mixotrophen Zustand eine Vielzahl von Kohlenstoffquellen (mehr als 50 verschiedene Zucker, Zuckeralkohole, Polyole, sowie Aminosäuren) effizient nutzen. Auf Grund dieser Eigenschaften wird G. sulphuraria als vielversprechendes System für biotechnologische Anwendungen betrachtet. Die molekularen Grundlagen und Mechanismen der thermo-acidophile sowie der metabolischen Flexibilität von G. sulphuraria sind jedoch bislang weitgehend unverstanden. Das beantragte Projekt zielt darauf ab, die molekularen Mechanismen der Mixotrophie in G. sulphuraria zu verstehen, als wichtiger Schritt in Richtung einer optimalen Nutzung von G. sulphuraria für effiziente Produktion biotechnologisch nutzbarere Biomasse. Zu diesem Zweck werden wir verschiedene genetisch bereits gut charakterisierte Stämme aus unserer weltweiten Stammsammlung unter photo- und mixotrophen Bedingungen im Hochdurchsatz phänotypisieren (Photosynthese-Parameter, Wachstumsraten, Biomasseproduktion). Parallel dazu erfolgt eine vergleichende genomische sowie umfassende proteomische und metabolische Analyse der verschiedenen Stämme, mit dem Ziel die unterschiedlichen physiologischen und metabolischen Eigenschaften der Isolate mit genetischen Unterschieden zu korrelieren. Weiterhin erfolgt eine computergestützte vollständige Rekonstruktion des metabolischen Netzwerks des Referenzstamms 074W, welches anschließend durch metabolische Flussanalyse überprüft und ergänzt wird. Die geplanten Arbeiten werden limitierende Schritte in der Umwandlung von Lichtenergie und externen Kohlenstoffquellen in Biomasse identifizieren und damit sowohl die rationale Auswahl bestimmter Stämme für spezifische Biomasse-Applikationen als auch die biotechnologische Weiterentwicklung von Produktionsstämmen mit gewünschten Eigenschaften ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Myriam Ferro; Dr. Giovanni Finazzi