Genom der Kieselalge Phaeodactylum entschlüsselt

Einer großen internationalen Forschergruppe ist es gelungen, das Genom einer Alge aus dem Meer zu entschlüsseln. Wie jetzt im Wissenschaftsmagazin nature berichtet, handelt es sich dabei um die Kieselalge Phaeodactylum tricornutum („The Phaeodactylum genome reveals the evolutionary history of diatom genomes“ nature online, 15. Oktober 2008). Die an dem Forschungsprojekt beteiligten Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft haben sich vor allem mit der Evolution dieser Kieselalge beschäftigt.

Seit einigen Jahren wird verstärkt das Erbgut von Organismen aus dem Meer untersucht. Zunächst nur das von Bakterien, die ein relativ kleines Genom besitzen. Mittlerweile stehen aber auch die Mikroalgen, die zum so genannten Phytoplankton zählen und an der Basis der Nahrungskette im Meer stehen, im Fokus der Forscher. Die vielleicht wichtigste Gruppe, die Kieselalgen, oder auch Diatomeen, spielen eine besondere Rolle. Diese Algen sind für 40 Prozent der Photosynthese im Meer und damit für 20 Prozent der weltweiten Photosynthese verantwortlich. Damit haben die Kieselalgen eine wichtige Funktion im Kohlendioxid-Haushalt der Erde.

Die Wissenschaftler am Alfred-Wegener-Institut haben sich im Rahmen des Forschungsprojekts vor allem mit der Evolution der Kieselalgen beschäftigt. Diese Algen stellen eine Symbiose von mehreren Zelltypen dar, wodurch sie sich von Landpflanzen unterscheiden. Am Alfred-Wegener-Institut wurden im Genom von Phaeodactylum tricornutum die Spuren dieser verschiedenen Zelltypen aufgespürt und ihr Anteil am Stoffwechsel der Algenarten analysiert. Es zeigte sich, dass die Kieselalge über ein breites Spektrum an Photosynthese-Genen verfügt, was zu ihrem großen Erfolg in den Meeren beigetragen haben dürfte.

Aber nicht nur die photosynthetische Leistung ist für die Forscher spannend, sondern auch die extrem stabilen Schalen der Kieselalgen sowie deren Fähigkeit, große Mengen an hochwertigen pflanzlichen Ölen, den bekannten Omega-3-Fettsäuren zu produzieren. Tatsächlich stammen diese Öle, die den Fisch als Nahrungsquelle so wertvoll machen, eigentlich vor allem aus Kieselalgen. In jüngster Zeit beginnen sich auch Energieproduzenten für Kieselalgen zu interessieren. Die Öle der Kieselalgen könnten auch als Biokraftstoff („biofuels“) als Ersatz für Diesel-Kraftstoff in Frage kommen.

Die Veröffentlichung “The Phaeodactylum genome reveals the evolutionary history of diatom genomes” erscheint online am 15. Oktober 2008 im Wissenschaftsmagazin nature.

Weitere Informationen zum Genomprojekt Phaeodactylum tricornutum …

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Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der fünfzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.