Algen mit dem Teilchenbeschleuniger untersuchen
Infrarotspektroskopie liefert wertvollen Einblick in Synthese von Biomolekülen.
Die Universität Duisburg-Essen beherbergt mit über 7000 Stämmen die größte Algensammlung der Welt. Nun wird die Sammlung am Teilchenbeschleuniger Advanced Light Source des Lawrence Berkeley National Laboratory mittels Infrarotspektroskopie untersucht. So wollen die Forscher die chemische Zusammensetzung der Algenzellen entschlüsseln und herausfinden, welche Biomoleküle sie produzieren. Algen stellen beispielsweise Biomoleküle in Form von Lipiden her, die als nachhaltiger Energieträger genutzt werden können.
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Algen gelten als wahre Multitalente der Natur. Sie können Kohlendioxid in organische Materie umwandeln und tragen somit zur Bekämpfung des Klimawandels bei. Einige Algen wie zum Beispiel Chlorella produzieren besonders viele Lipide, aus denen Biokraftstoff hergestellt werden kann. Alexander Probst und Andre Soares von der Universität Duisburg-Essen (UDE) wollen mithilfe der Infrarot-Spektroskopie genau herausfinden, welche Biomoleküle von den Algen produziert werden. „Wir möchten Algen identifizieren, die sich für biotechnologische Anwendungen eignen, beispielsweise zur Herstellung von Biokraftstoffen“, erklärt Probst. Der Teilchenbeschleuniger in Berkeley eignet sich hierfür besonders gut, da er extrem reines Infrarotlicht produziert, das Hintergrundrauschen in Messungen minimiert.
Darüber hinaus widmet sich das Team auch der Grundlagenforschung. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Analyse, wie Algen mit anderen Organismen, etwa Bakterien, interagieren. Diese Erkenntnisse könnten wertvolle Einblicke in die Ökologie und Funktionalität von Algen liefern.
Bereits im Jahr 2024 hatte das Team der UDE in Zusammenarbeit mit dem renommierten Joint Genome Institute des Lawrence Berkeley National Laboratory (LBL) den ersten Schritt zur Entschlüsselung des Erbguts von mehr als 100 Stämmen in der Algensammlung gemacht. Durch die Kombination der Genomanalysen mit der hochauflösenden Infrarot-Spektroskopie am Teilchenbeschleuniger eröffnen sich nun völlig neue Möglichkeiten: „Die Kombination aus Genomanalyse und der IR-Spektroskopie am Teilchenbeschleuniger ist unschlagbar“ betont Probst. „Wir entschlüsseln nicht nur die genetischen Baupläne der Algen, sondern können gleichzeitig feststellen, welche Biomoleküle sie produzieren.“
Die Untersuchungen an der Advanced Light Source in Berkeley begannen am 1. Januar 2025 und werden bis Ende Juni 2025 vor Ort durchgeführt, wobei viele Anschlussanalysen und lange Perioden der Datenauswertung geplant sind. Diese Zusammenarbeit stellt einen bedeutenden Meilenstein für die international anerkannten Wasserforschung der UDE dar und spiegelt die Interdisziplinarität des Forschungsschwerpunktes wider.
UDE / DE
