Zuckermoleküle und Algenblüten

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) wird die Forschergruppe 2406 „Proteomgenomik des marinen Polysaccharid-Abbaus“ (POMPU) fördern. In dem bewilligten Forscherverbund arbeiten Wissenschaftler aus Greifswald und Bremen interdisziplinär und ortsübergreifend zusammen, um Mechanismen des bakteriellen Poly-saccharid-Abbaus in marinen Ökosystemen zu ergründen. Prof. Dr. Thomas Schweder (Institut für Pharmazie, Universität Greifswald) sowie Prof. Dr. Rudolf Amann (Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen) sind Sprecher bzw. Co-Sprecher des Konsortiums, das Ende des Jahres seine Arbeit aufnehmen wird.

Im Fokus der Forschergruppe POMPU stehen marine Polysaccharide, also Mehrfachzuckerverbindungen, die von marinen Algen gebildet werden. Dabei stehen vor allem Mikroalgen im Mittelpunkt, die in wiederkehrenden Frühjahrs- oder Sommeralgenblüten in den Meeren aktiv sind. Ein einzelnes Bakterium kann die komplexen ma-rinen Polysaccharide dieser Algenblüten nicht verwerten, das gelingt erst einer Gemeinschaft von Bakterien. Die Forscherinnen und Forscher wollen die Gesamtheit der Genome und Proteine der Bakteriengemeinschaft unter-suchen und Proteinfunktionen aufklären, um herauszufinden, wie die Bakterien die komplexen Zuckerverbindun-gen gemeinsam in kurzer Zeit verarbeiten können.

Der Grundstein für die Forschergruppe wurde durch das BMBF-finanzierte Projekt Mikrobielle Interaktionen in marinen Systemen (MIMAS) gelegt, in dem es gelang, neue Methoden der Metaproteomik zu entwickeln. Diese Methodik erlaubt, die Aktivität der mehrheitlich unbekannten Bakterien in komplexen mikrobiellen Gemeinschaf-ten an ihrem natürlichen Standort im Meer direkt zu bestimmen.

In Ko­ope­ra­ti­on mit der Bio­lo­gi­schen An­stalt Hel-go­land vom Al­fred-We­ge­ner-In­sti­tut für Po­lar- und Mee­res­for­schung wur­de eine um­fang­rei­che Bio­bank von Phy-toplank­ton­pro­ben von Früh­jahrs- und Som­meral­gen­blü­ten der Nord­see auf­ge­baut. Dadurch konnten die Ver-bundpartner erstmals nachweisen, dass die nach einer Algenblüte in den Meeren frei werdende Biomasse von unterschiedlichen, hoch spezialisierten Bakterien in einer engen zeitlichen Abfolge nach und nach abgebaut wird. 

Die Forschergruppe POMPU will dazu beitragen, wichtige ökologische Funktionen dieser marinen Bakterien während der Mikroalgenblüten aufzuklären und so relevante Mechanismen der „biologischen Pumpenfunktion“ der Meere im Zeitalter der Klimaerwärmung besser zu verstehen. Die im Rahmen der Forschergruppe geplante Funktionsanalyse von marinen Schlüsselbakterien und Enzymen eröffnen aber möglicherweise auch neue Per-spektiven, um das vielversprechende Potenzial mariner Zuckerverbindungen aus Mikroalgen gezielter biotechnologisch zu erschließen.