Wie Algen und Meeresbakterien zur CO2-Speicherung in den Meeren beitragen

Fabian Pfrengle vom Institut für Organische Chemie der BOKU erhielt ERC Consolidator Grant für sein Projekt zur Grundlagenforschung zu marinem Kohlenstoffkreislauf.

Meere gehören neben den Wäldern zu den größten CO2-Speichern auf der Erde. Wie die Bäume wandeln auch Meeresalgen mittels Photosynthese jedes Jahr Gigatonnen von Kohlendioxid in Kohlenhydrate um. Unter anderem in Form von Algen-Polysacchariden bestimmen diese strukturell komplexen Biomoleküle in hohem Maße, wie viel CO2 in den Ozeanen tatsächlich gespeichert wird. 

Spezialisierte Meeresbakterien können die Polysaccharide der Algen durch die Wirkung kohlenhydrataktiver Enzyme (CAZymes) aufspalten und das Kohlendioxid wieder in die Atmosphäre entlassen. Einige der Polysaccharide (zwischen 5 und 10 Prozent) werden jedoch nicht schnell recycelt, sondern sinken in die Tiefsee und in die Sedimente, wo sie CO2 für Jahrtausende speichern können.

Um diese Prozesse besser zu verstehen, sind große Anstrengungen zur weiteren Erforschung des marinen Kohlenstoffkreislaufs erforderlich. Die gesamte Maschinerie an Enzymen, die für den Abbau von Polysacchariden durch Meeresbakterien verantwortlich ist, ist aufgrund der Größe und Heterogenität der Algenpolysaccharide noch weitgehend unerforscht. Das soll sich nun ändern: Univ.Prof. Fabian Pfrengle, Leiter des Instituts für Organische Chemie an der BOKU hat für sein Projekt „Automated Synthesis of Algal Polysaccharides (ASAP)” einen ERC Consolidator Grant der EU in Höhe von zwei Millionen Euro erhalten. 

„Im ERC-Projekt _Automated Synthesis of Algal Polysaccharides _wollen wir die Algen-Polysaccharide chemisch nachbauen, um genauere Informationen zu bekommen, _welche_ Strukturen von _welchen_ Meeresbakterien _wie_ erkannt und _auf welche Weise_ abgebaut werden können“, erläuterte Pfrengle die Zielsetzungen von ASAP.

Denn: „Reine und definierte Oligosaccharide (= eine Verbindung von 3 bis 10 Monosacchariden), die für ein systematisches Screening von marinen CAZymes benötigt werden, sind derzeit nicht breit verfügbar.“ Da die herkömmliche chemische Synthese zeitaufwändig und oft nicht allgemein genug ist, zielt ASAP darauf ab, Sammlungen von Oligosacchariden, so genannte „Zuckerbibliotheken“ zu erhalten, die verschiedene Klassen von Algen-Polysacchariden repräsentieren, indem die Technologie der automatisierten Glykan-Synthese (AGA) eingesetzt wird. Die automatisierte Glykan-Synthese produziert schnell und zuverlässig biologisch relevante Kohlenhydrate, die insbesondere für die biologische und medizinische Forschung genutzt werden.

In den kommenden fünf Jahren werden Fabian Pfrengle und sein Team nun Grundlagenforschung betreiben, um Aufschluss zu bekommen über

* die kollektiven Enzymaktivitäten einer Bakteriengemeinschaft in Meerwasser- und Sedimentproben.
* die Fähigkeiten einzelner Bakterienstämme, bestimmte Polysaccharide abzubauen.
* die Substratspezifität gereinigter CAZymes. 

„Mit dem Wissen, das wir während der Projektlaufzeit generieren wollen, könnten zukünftig Algen gezielter für eine effiziente CO2-Speicherung oder für Anwendungen in der Biotechnologie ausgewählt und gezüchtet werden“, so Pfrengle.

Bettina Fernsebner-Kokert, BA
Universität für Bodenkultur Wien (BOKU)
Stv. Leiterin Öffentlichkeitsarbeit / Public Relations
Mobil: +43 (0) 664 885 86 531
Mail: bettina.fernsebner@boku.ac.at
www.boku.ac.at

OTS-ORIGINALTEXT PRESSEAUSSENDUNG UNTER AUSSCHLIESSLICHER INHALTLICHER VERANTWORTUNG DES AUSSENDERS. www.ots.at
© Copyright APA-OTS Originaltext-Service GmbH und der jeweilige Aussender