Forschungsprojekt
Chloroplasten für die natürliche und synthetische Kohlenstoff-Fixierung
In der aktuellen Förderstaffel des hessischen Forschungsförderungsprogramms LOEWE haben Forschende des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie und der Philipps-Universität Marburg einen neuen Schwerpunkt im Bereich der Mikrobiologie eingeworben.
Im neuen LOEWE-Schwerpunkt „Robuste Chloroplasten für die natürliche und synthetische Kohlenstoff-Fixierung“, kurz RobuCop, suchen Forschende unter wissenschaftlicher Koordination von Prof. Dr. Felix Willmund von der Philipps-Universität Marburg nach neuen Lösungsansätzen für eine nachhaltige Zukunft. Sie erforschen die natürlichen Mechanismen der Umwandlung und Reduktion des klimaschädlichen Kohlendioxids und setzen durch künstliche Photosynthese neue Meilensteine für eine nachhaltigere Nahrungs- und Energieversorgung. (LOEWE steht für „Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz“.) Das Forschungsprojekt wird mit mehr als 4,4 Millionen Euro für vier Jahre von 2025 bis 2028 gefördert. Am Marburger Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie sind Prof. Dr. Tobias Erb, Dr. Katharina Höfer und Dr. Daniel Schindler beteiligt.
Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen über natürliche Prinzipien sollen auf synthetischem Wege Enzyme optimiert und ganze Stoffwechselwege so in Mikroalgen und Pflanzenzellen integriert werden, dass sie Kohlendioxid robuster und effizienter umwandeln können. Chloroplasten sind die molekularen Fabriken für den Prozess der Photosynthese, also der Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenhydrate. Gleichzeitig sind sie jedoch empfindlich gegenüber Umweltstress, weswegen Pflanzen direkt vom Klimawandel betroffen sind. Die Folgen sind unter anderem verringerte land- und forstwirtschaftliche Erträge.
Das Forschungsprojekt „RobuCop“ setzt genau dort an: es werden die molekularen Mechanismen untersucht, mit denen Chloroplasten auf Umweltveränderungen reagieren, und neue Methoden, um in Chloroplasten mithilfe synthetischer Biologie einen nachhaltigen Kohlenstoff-Kreislauf zu implementieren, sollen etabliert werden. Dabei werden innovative Labortechniken mit Hilfe Automatisierung und Robotik, die die industrielle Anwendung der Forschungsergebnisse ermöglichen soll, eingesetzt. Insbesondere wird hier die Forschungsinfrastruktur am Zentrum für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO) genutzt. Am multidisziplinären Forschungsprojekt RobuCop arbeiten Expertinnen und Experten der Mikrobiologie, Chemie und Pflanzenwissenschaften zusammen.
Professor Felix Willmund, ein Spezialist für molekulare Pflanzenwissenschaften und Sprecher des RobuCop-Konsortiums sagt: „RobuCop ist ein großartiges Beispiel für wissenschaftliches Teamwork. Gemeinsam können wir nun die Chloroplasten-Biotechnologie auf das nächste Level heben und einen Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten.“
Quelle: Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie
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