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Mikroalgen mit Makropotenzial

Algen sind unglaublich vielfältig einsetzbar. So sind sie beispielsweise in der Lebensmittel-, Kosmetik- und Pharmaindustrie zu finden. Um das Potenzial von Algen als Kulturpflanzen zu maximieren, ist es von höchster Wichtigkeit, ihr Mikrobiom zu untersuchen und zu verstehen.

Gesellschaft
Lebensmittel und natürliche Ressourcen
Grundlagenforschung

Um die wachsende Nachfrage nach Algen zu befriedigen und ihre Funktion im Ökosystem zu verstehen, werden noch mehr Informationen über ihre Biologie gebraucht. Als Teil des innovativen Marie-Skłodowska-Curie-Ausbildungsnetzes soll das EU-finanzierte Projekt ALFF jene sowohl nützlichen als auch schädlichen den Algen zugehörigen Mikroben untersuchen und unter Kontrolle bringen, die in ihrer Gesamtheit als Algenmikrobiom bekannt sind. Über die Wechselwirkungen zwischen Algen und Mikroorganismen ALFF war eine internationale Zusammenarbeit, die das Ziel verfolgte, Forschungsnachwuchs auf diesem Gebiet auszubilden, die Kultivierung von Algen voranzubringen und neue Strategien zur biologischen Schädlingsbekämpfung zu entwickeln. Die Projektpartner arbeiteten daran, natürlich vorkommende Algensymbionten und Pathogene zu bestimmen und deren Wechselwirkungen durch hochmoderne Genomikverfahren sowie molekulare und biochemische Methoden zu charakterisieren. „Unser Hauptziel war, zu bestimmen, welche Mikroorganismen die Algenmorphogenese kontrollieren, für die Algen überlebenswichtig sind oder verheerende Krankheiten verursachen“, erklärt die Projektkoordinatorin Claire Gachon. Die ALFF-Forschergruppe hat bedeutende wissenschaftliche Entdeckungen vorzuweisen, etwa die Bestimmung neuartiger Gruppen von Phytoplanktonparasiten und die Erkennung des Vorhandenseins bakterieller Gene in subzellulären Strukturen einiger Mikroalgen, den sogenannten Plastiden. Das Konsortium hat außerdem eine zentrale Rolle bei der Veröffentlichung eines Referenzgenoms für den Meersalat Ulva mutabilis gespielt, das in den kommenden Jahren einen Goldstandard für die gesamte Forschungsgemeinschaft bilden wird. Überdies können die im Rahmen von ALFF gewonnenen wissenschaftlichen Daten bei der Entwicklung konkreter und umweltfreundlicher Lösungen zur Reduzierung der Biofilmbildung in Photobioreaktoren für die Kultivierung von Mikroalgen zum Einsatz kommen. In diesem Kontext erprobte das Forscherteam einige Verbindungen auf eine Eignung zur Eindämmung der Auswirkungen von Krankheiten in Mikroalgen-Produktionsanlagen. Innovationskapazität fördern Die Projektaktivitäten dienten der Förderung von forschungs- und innovationsfreudigem Humankapital, wobei die Mitglieder der Nachwuchsforschergruppe einzigartige, interdisziplinäre wissenschaftliche Profile entwickeln. Zudem führte ALFF eine ausgezeichnete sektorübergreifende Zusammenarbeit mit der Industrie vor und stärkte die europäische Innovationsfähigkeit auf diesem Gebiet. „Die Struktur des Projekts, zusammen mit den erstklassigen finanziellen Ressourcen, hat uns die Arbeit als Team und das beständige Streben nach Exzellenz ermöglicht“, hebt Gachon hervor. Algen verfügen über ein nahezu unerschlossenes Potenzial für die Biotechnologie, aber die Forschung konzentriert sich gegenwärtig auf die Entdeckung von Metaboliten, die Steigerung der Erträge in der Aquakultur und technische Engpässe. Wie die landwirtschaftlichen Praktiken zeigen, ist die Kontrolle der Interaktion von Anbaupflanzen an Land mit mutualistisch symbiotischen oder pathogenen Mikroben von entscheidender Bedeutung für eine erfolgreiche Produktion. Das Mikrobiompotenzial maximieren Das innerhalb von ALFF gewonnene Grundlagenwissen wird hilfreich dabei sein, die mit der kommerziellen Nutzung von Algen verbundenen Herausforderungen zu meistern und den sich rasch entwickelnden industriellen Sektor der Algenaquakultur zu stärken. Die Informationen werden gleichermaßen der Energiewirtschaft von Nutzen sein, die sowohl aus Mikroalgen als auch aus Meeresalgen Biokraftstoffe entwickelt, die Rohöl ersetzen könnten. Um die Vielfalt der durch das Programm erreichten Zielgruppen zu maximieren, haben die ALFF-Partner ein breites Spektrum von an die Öffentlichkeit gerichteten und der Verbreitung dienenden Aktivitäten durchgeführt. Im ersten Jahr produzierten die Studierenden des Bereichs Multimediatechnik der Karel de Grote Hogeschool kurze Animationsvideos über ALFF, in denen die Begriffe Parasitismus, Symbiose, Biofilme und Endosymbiose zwischen Bakterien und Algen erklärt werden. Diese wurden 2016 in den UGC-Kinos in Antwerpen präsentiert und später überarbeitet und auf die Projektwebsite gestellt. Gachon betont, wie wichtig es sei, „die Öffentlichkeit dazu zu bringen, die Chancen und Probleme in Bezug auf die nachhaltige Nutzung unserer aquatischen Süßwasser- und Meeresressourcen innerhalb und über die Grenzen der EU hinaus zu verstehen.“

Schlüsselbegriffe

ALFF, Algen, Mikrobiom, Bakterien, Biofilm

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