Photosynthese 2.0 – Mithilfe von Designer Stoffwechsel und Turbo- Cynobakterien zu einer verbesserten Photosynthese

Der Photosynthese mithilfe synthetischer Biologie auf die Sprünge helfen – unter diesem Motto fand ein eintägiger Workshop am Chemikum in Marburg statt, der vom Zentrum für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO) organisiert wurde

Mithilfe der Photosynthese wandeln Algen und Pflanzen Kohlenstoffdioxid in Biomasse um. Obwohl dieser Prozess bereits vor mehreren Milliarden Jahren entstand, ist die Photosynthese nicht perfekt. So verlieren Pflanzen und Algen durch verschiedene Prozesse einen großen Teil der geernteten Lichtenergie. Im Anbetracht des drohenden Klimawandels und vor Herausforderungen eine stetig wachsende Weltbevölkerung in der Zukunft sicher ernähren zu können werden daher neue Ansätze gesucht, die photosynthetische Produktivität von Algen und Pflanzen zu steigern.

Zum SYNMIKRO-Workshop in Marburg waren Experten aus fünf Ländern eingeladen. Darunter Wissenschaftler, die sich mit der natürlichen Photosynthese und deren Limitierung beschäftigen. Nir Keren von der Hebrew University in Israel sprach über die Lichtantennen in Cyanobakterien, die es diesen Mikroorganismen erlauben Licht unter wechselnden Umweltbedingungen effizient einzufangen. Martin Hagemann aus Rostock berichtete über die Grundlagen des Photorespirations-Stoffwechsels in Cyanobakterien, durch den bis zu 30% der Energie aus der Photosynthese verloren gehen.

Ergänzt wurde das Feld der Sprecher durch synthetische Biologen, die neue Lösungsansätze suchen die Photosynthese zu verbessern. Mithilfe von Computerprogrammen neue Stoffwechselwege mit verbesserter Energieeffizienz zu finden und deren Effekte in Mikroalgen und Pflanzen zu simulieren waren das Thema von Jean-Loup Fallon aus Manchester und Christian Edlich-Muth vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Golm. Georg Sprenger aus Stuttgart und Jean-Christophe Barret aus Bordeaux berichteten über neue Techniken und Technologien die Leistungsfähigkeit von Stoffwechsel-Enzymen zu verbessern. Jan Zarzycki vom Max Planck Institut in Marburg zeigte, wie man eine künstlichen photosynthetischen Stoffwechsel am Reißbrett planen und im Reagenzglas zusammensetzen kann. Ein Ausblick, wie verbesserte photosynthetische Stoffwechselwege in Zukunft in Cyanobakterien und Chloroplasten implementiert werden können wurde von Patrik Jones vom Imperial College London und Michal Ben-Zvi, Evogene Ltd. gegeben.

Mit mehr als einhundert internationalen Teilnehmern aus Wissenschaft, Industrie und interessierter Öffentlichkeit war die Tagung rege besucht. Die Organisatoren Arren Bar-Even aus Golm, Koordinator des FutureAgriculture Konsortiums und Tobias Erb, Direktor am Max Planck Institut in Marburg und zugleich Mitglied des SYNMIKRO zeigten sich äußerst zufrieden von den angeregten Diskussionen und hofften mit diesem Workshop eine kleine grüne Revolution in Marburg gestartet zu haben.

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