Algen sind Überlebenskünstler und Multitalente mit großem Potenzial für die Bioökonomie: Sie liefern nicht nur wichtige Inhaltsstoffe für Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie. Auch als Klärwerker, Kohlendioxidverwerter und alternative Rohstoffquelle für Treibstoffe haben sich die grünen Winzlinge bewährt. Noch ist das Potenzial von Algen allerdings nicht ausgeschöpft. Forschende der Universität Duisburg-Essen (UDE) wollen mithilfe der Infrarot-Spektroskopie herausfinden, welche Biomoleküle von den Algen genau produziert werden.

Algen für neue biotechnologische Anwendungen identifizieren

Mit 7.000 Stämmen beherbergt die UDE die größte Algensammlung der Welt, darunter auch die Alge Chlorella, die besonders viele Lipide produziert, aus denen wiederum Biokraftstoffe hergestellt werden können. „Wir möchten Algen identifizieren, die sich für biotechnologische Anwendungen eignen, beispielsweise zur Herstellung von Biokraftstoffen“, erklärt Alexander Probst, der die Untersuchung gemeinsam mit Andre Soares durchführt. Um herauszufinden, welche Alge welche Biomoleküle produziert, müssen die Forschenden zunächst die chemische Zusammensetzung der Algenzellen entschlüsseln.

Algensammlung im Teilchenbeschleuniger untersucht

Die Untersuchung der umfassenden Algensammlung mittels hochauflösender Infrarot-Spektroskopie erfolgt am Teilchenbeschleuniger des Lawrence Berkeley National Laboratory in den USA. Die Arbeiten sind im Januar dieses Jahres gestartet und werden bis Ende Juni 2025 am Institut in Kalifornien durchgeführt.

Anlage kombiniert Genomanalyse und Infrarot-Spektroskopie 

Bereits im vergangenen Jahre konnte das UDE-Team die hochmoderne Anlage in Berkeley bei der Entschlüsselung des Erbguts von mehr als 100 Algenstämmen nutzen. „Die Kombination aus Genomanalyse und der IR-Spektroskopie am Teilchenbeschleuniger ist unschlagbar“, betont Probst. „Wir entschlüsseln nicht nur die genetischen Baupläne der Algen, sondern können gleichzeitig feststellen, welche Biomoleküle sie produzieren.“

Darüber hinaus will das UDE-Team auch grundsätzliche Fragen klären – etwa, wie Algen mit anderen Organismen, beispielsweise Bakterien, interagieren. Von diesen neuen Erkenntnissen erhoffen sich die Forschenden, „wertvolle Einblicke in die Ökologie und Funktionalität von Algen“ liefern zu können.

bb