Die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii ist ein bekannter Modellorganismus, vor allem in der Molekularbiologie. Hier wird der Einzeller zur Erforschung der Photosynthese in lebenden Zellen, des Stoffwechsels oder des Proteintransports genutzt. Doch auch als Biofabrik zur Herstellung von Wasserstoff gewinnt die Alge zunehmend an Bedeutung. Die Kultivierung von C. Chlamydomonas im Labor hat jedoch ihre Tücken. Ein Forschungsteam um Oliver Bäumchen von der Universität Bayreuth und Maike Lorenz von der Algensammlung der Universität Göttingen liefert nun eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur verlässlichen Kultivierung des begehrten Modellorganismus.

Lichtempfindliche Alge benötigt maßgeschneiderte Lösungen

Die Schwierigkeit bei der Kultivierung der Grünalge ergibt sich demnach vor allem aus deren Lichtempfindlichkeit und Beweglichkeit. Im Vergleich zu anderen Modellorganismen sei C. Chlamydomonas nicht nur auf besondere Temperatur- und Atmosphärenbedingungen angewiesen, sondern auch auf eine spezielle, an ihren Tagesrhythmus angepasste Beleuchtungsumgebung, schreiben die Forschenden. Um die einzellige Alge im Labor erfolgreich vermehren zu können, sind daher maßgeschneiderte Lösungen nötig.

Voraussetzung für eine erfolgreiche Algenkultivierung ist der Studie zufolge eine präzise Charakterisierung der Zellform, des Wachstums der Zellpopulation sowie der Beweglichkeit der Zellen. Hierfür nutzen die Forschenden mikroskopische Methoden in Kombination mit einer speziell dafür entwickelten computergestützten Bildverarbeitung.

Handbuch und Open-Source-Software frei verfügbar

Das Handbuch zur Grünalgenkultivierung im Labor ist in der Online-Zeitschrift Nature Protokolls erschienen und steht allen Forschenden frei zur Verfügung. Darin werden auch Fehlerquellen bei der Kultivierung und Tipps zu deren Lösung beschrieben, sowie Wege zur Kultivierung artverwandte Mikroorganismen und genetisch veränderter Zellstämme aufgezeigt. Zu guter Letzt stellt das Forschungsteam auch die von ihnen verwendeten Algorithmen und Computercodes als frei zugängliche Open-Source-Software zur Verfügung.

bb