Ein "Schalter" zur Erhöhung der Stärkeakkumulation in Algen
Eine bessere Zukunft für erneuerbare Energien und Materialien
Die Ergebnisse einer gemeinsamen Studie von Tokyo Tech und der Tohoku University, Japan, eröffnen Perspektiven für die großtechnische Produktion von Stärke aus Algen, einer wertvollen Bioressource für Biokraftstoffe und andere erneuerbare Materialien. Solche biobasierten Produkte haben das Potenzial, fossile Brennstoffe zu ersetzen und zur Entwicklung nachhaltiger Systeme und Gesellschaften beizutragen.

Kultivierung der einzelligen Rotalge C. merolae im Laboratorium
Tokyo Tech

Darstellung des "Schalters" zur Steuerung der Stärkeakkumulation
Tokyo Tech


Ein "Schalter" zur Kontrolle des Stärkegehalts in Algen wurde von einem Forschungsteam unter der Leitung von Sousuke Imamura am Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Innovative Research, Tokyo Tech, entdeckt.
Im Mittelpunkt der Studie stand die einzellige Rotalge Cyanidioschyzon merolae. Die Forscher zeigten, dass der Stärkegehalt in C. merolae durch Inaktivierung von TOR (Ziel von Rapamycin), einer Proteinkinase, die bekanntlich eine wichtige Rolle beim Zellwachstum spielt, drastisch erhöht werden konnte.
Sie beobachteten einen deutlichen Anstieg des Stärkegehalts 12 Stunden nach Inaktivierung von TOR durch Exposition gegenüber Rapamycin, was zu einem bemerkenswerten zehnfachen Anstieg nach 48 Stunden führte.
Wichtig ist, dass die Studie einen Mechanismus beschreibt, der diesem starken Anstieg des Stärkegehalts zugrunde liegt. Mit einem Verfahren namens Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) untersuchten die Forscher subtile Veränderungen in der Struktur von mehr als 50 Proteinen, die am "Einschalten" des Prozesses der Stärkeakkumulation beteiligt sein könnten. Infolgedessen haben sie GLG1 als ein Schlüsselprotein von Interesse identifiziert. GLG1 wirkt ähnlich wie Glycogenin, ein Enzym, das in Hefe- und Tierzellen vorkommt und bekanntlich an der Initiierung der Stärke- (oder Glycogensynthese) beteiligt ist.
Der Mechanismus wird für eine Vielzahl von Industrien von großem Interesse sein, die bestrebt sind, die Produktion von Biokraftstoffen und Biochemikalien mit Mehrwert zu steigern.
So könnten die Ergebnisse beispielsweise die Produktion von umweltfreundlichen Kraftstoffadditiven, Pharmazeutika, Kosmetika und Biokunststoffen beschleunigen, die heute mit dem Ausstieg aus Einweg-Plastiktüten und -Strohhalmen in vielen Teilen der Welt stark nachgefragt sind.
Algen sind im Vergleich zu Landpflanzen aufgrund ihrer hohen photosynthetischen Produktivität und der relativ einfachen Kultivierbarkeit sehr attraktiv. Stärke, Triacylglycerine (TAGs) und andere Bestandteile der Algenbiomasse werden zunehmend als vielversprechende und wirkungsvolle Möglichkeit angesehen, einen Beitrag zu den von den Vereinten Nationen festgelegten Zielen der nachhaltigen Entwicklung (SDGs) zu leisten.
Das Forschungsteam stellt fest, dass weitere Studien mit anderen Algenarten sowie höheren Pflanzen wie Arabidopsis thaliana weitere Informationen über die grundlegenden molekularen Mechanismen der Stärkeakkumulation liefern könnten. "Diese Informationen werden dazu beitragen, Technologien zur Verbesserung der Produktivität der Stärkebiosynthese und damit zur nachhaltigen Produktion von Biomasse und Bioenergie zu entwickeln", sagt Imamura.
Originalveröffentlichung
Meistgelesene News
Originalveröffentlichung
Imran Pancha, Hiroki Shima, Nahoko Higashitani, Kazuhiko Igarashi, Atsushi Higashitani, Kan Tanaka, Sousuke Imamura; "Target of rapamycin (TOR) signaling modulates starch accumulation via glycogenin phosphorylation status in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae"; Plant Journal; 2018
Themen
Organisationen
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Diese Produkte könnten Sie interessieren

Vollautomatischer Hydrierreaktor BR/H2 von Berghof
Vollautomatischer Hydrierreaktor: Präzise und sichere Hydrierungen auf Knopfdruck
Optimierte Prozesssteuerung mit Leckagetests, Gasverbrauchsmessung und modularer Erweiterbarkeit

BRC - Berghof Reactor Controller von Berghof
BRC - Komplettpaket zur Datenerfassung und -speicherung, sowie Regelung aller Prozessparameter
Touch-Controller sind einfach zu bedienen und bieten schnellen Zugriff auf alle wichtigen Funktionen

Berghof Reaktortechnologie - Hoch- und Niederdruckreaktoren, Druckbehälter und metallfreie Reaktoren von Berghof
Sichere Hoch- und Niederdrucksysteme für aggressive Medien
Korrosionsbeständige Reaktoren mit PTFE-Auskleidung - individuell konfigurierbar

Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Mit dem Absenden des Formulars willigen Sie ein, dass Ihnen die LUMITOS AG den oder die oben ausgewählten Newsletter per E-Mail zusendet. Ihre Daten werden nicht an Dritte weitergegeben. Die Speicherung und Verarbeitung Ihrer Daten durch die LUMITOS AG erfolgt auf Basis unserer Datenschutzerklärung. LUMITOS darf Sie zum Zwecke der Werbung oder der Markt- und Meinungsforschung per E-Mail kontaktieren. Ihre Einwilligung können Sie jederzeit ohne Angabe von Gründen gegenüber der LUMITOS AG, Ernst-Augustin-Str. 2, 12489 Berlin oder per E-Mail unter widerruf@lumitos.com mit Wirkung für die Zukunft widerrufen. Zudem ist in jeder E-Mail ein Link zur Abbestellung des entsprechenden Newsletters enthalten.
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Zuletzt betrachtete Inhalte

Dierk Schulte COMPOTEC - Lüdenscheid, Deutschland

Spiegelmoleküle verraten Trockenstress von Wäldern - Veränderungen von Ökosystemen lassen sich über die Emissionen chiraler Verbindungen genauer vorhersagen
Forschung für Unternehmensgründer: Analysesysteme auf Einzelmolekülniveau
