Raman-Spektroskopie entschlüsselt symbiotische Interaktionen in Meeresalgen

Algen wie Ulva, auch bekannt als Meersalat, spielen eine wichtige Rolle in marinen Ökosystemen und könnten zukünftig in der Biotechnologie und Energiegewinnung an Bedeutung gewinnen. Dabei sind Bakterien entscheidend für das normale Wachstum und die Entwicklung der Algen. Bisher war es jedoch schwierig, diese Prozesse in Echtzeit zu untersuchen, ohne die Algen dabei zu beeinträchtigen. Forscher des Leibniz-Instituts für photonische Technologien und der Uni Jena haben jetzt gezeigt, wie sie das Wachstum und die Wechselwirkungen der Grünalge und ihrer Bakteriengemeinschaft nichtinvasiv und zerstörungsfrei mit Raman-Spektroskopie untersuchen können. Diese Methode ermöglicht es, die Entwicklung der Algen genau zu analysieren, ohne die empfindlichen Prozesse zu stören.

Mit Hilfe der Raman-Spektroskopie konnten die Forscher detaillierte Informationen über die chemische Zusammensetzung von Algenzellen und deren Wechselwirkungen mit Bakterien sammeln. Diese Methode nutzt Laserlicht, um die Moleküle in den Zellen zu untersuchen, und kann so Veränderungen in der Zellstruktur sichtbar machen, ohne Farbstoffe oder Marker hinzuzufügen.

„Unser Ziel war es, eine Technik zu entwickeln, die es ermöglicht, die feinen Unterschiede in der Zellstruktur der Algen und die Interaktionen mit den Bakterien genau zu erfassen“, erklärt Constanze Schultz vom Leibniz-IPHT. „Die Raman-Spektroskopie bietet uns eine einzigartige Möglichkeit, diese Prozesse direkt im Wasser und ohne Beeinträchtigung der Proben zu analysieren.“

Die Ergebnisse der Studie können das Verständnis der Rolle von Algen und ihren bakteriellen Partnern im Ökosystem vertiefen. Da Algen zunehmend auch in der Nahrungsmittel- und Energieproduktion eingesetzt werden, könnte die Forschung dazu beitragen, effizientere Methoden zur Kultivierung von Algen zu entwickeln. Besonders die Einblicke in die molekulare Zellwandsynthese und die Entstehung von Fehlbildungen sind hierbei von hoher Relevanz, da sie helfen können, Resistenz gegen verschiedene Umwelteinflüsse sowie Krankheitsanfälligkeit besser zu verstehen.

Leibniz-IPHT / RK