{"id":59901,"date":"2019-01-30T06:49:59","date_gmt":"2019-01-30T05:49:59","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fdas-dritte-auge-der-algen.html"},"modified":"2019-01-20T12:36:26","modified_gmt":"2019-01-20T11:36:26","slug":"das-dritte-auge-der-algen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/das-dritte-auge-der-algen\/","title":{"rendered":"Das dritte Auge der Algen"},"content":{"rendered":"

Genau wie Landpflanzen nutzen auch Algen das Sonnenlicht als Energiequelle. Viele Gr\u00fcnalgen bewegen sich aktiv im Wasser; sie k\u00f6nnen sich dem Licht n\u00e4hern oder sich von ihm entfernen. Daf\u00fcr benutzen sie spezielle Sensoren (Photorezeptoren), mit denen sie das Licht wahrnehmen.<\/strong><\/p>\n

\"In
In dieser mehrzelligen Volvox-Alge wurde der neuartige Lichtsensor 2c-Cyclop mit Fluoreszenz gr\u00fcn markiert. Er zeigt sich in Membranen um den Zellkern herum. (Bild: Eva Laura von der Heyde \/ Uni Bielefeld)<\/figcaption><\/figure>\n

Die jahrzehntelange Suche nach diesen Lichtsensoren f\u00fchrte erstmals 2002 zum Erfolg: Forscher um Georg Nagel (damals am Max-Planck-Institut f\u00fcr Biophysik in Frankfurt) entdeckten und charakterisierten in Algen zwei sogenannte Channelrhodopsine. Es handelt sich dabei um Ionenkan\u00e4le, die Licht absorbieren, sich daraufhin \u00f6ffnen und Ionen transportieren. Benannt wurden sie in Anlehnung an die Sehpigmente von Menschen und Tieren, die Rhodopsine.<\/p>\n

Jetzt kennt man ein drittes \u201eAuge\u201c bei Algen: einen neuen Lichtsensor, der unerwartete Eigenschaften hat. Das berichten die Forschungsgruppen von Professor Armin Hallmann (Universit\u00e4t Bielefeld) und Professor Georg Nagel (Julius-Maximilians-Universit\u00e4t W\u00fcrzburg) in der Zeitschrift BMC Biology.<\/p>\n

Licht verringert die cGMP-Produktion<\/h3>\n

Die \u00dcberraschung: Bei dem neuen Photorezeptor handelt es sich um eine Guanylylcyclase, die durch Licht gehemmt wird. Eine Guanylylcyclase ist ein Enzym, das den wichtigen Botenstoff cGMP synthetisiert. Ist das Enzym aktiv, erh\u00f6ht sich die cGMP-Produktion stark. Bei der Guanylylcyclase aus den Algen hemmt aber Licht die Aktivit\u00e4t, wodurch sich die cGMP-Konzentration verringert \u2013 und genau das passiert auch im Auge des Menschen, sobald dort die Rhodopsine Licht absorbieren.<\/p>\n

Reguliert wird der neu entdeckte Sensor von Licht und vom Molek\u00fcl ATP. Solche \u201eZweikomponentensysteme\u201c sind bei Bakterien schon gut bekannt, nicht aber bei h\u00f6her entwickelten Zellen. Die Forscher haben dem neuen Photorezeptor den Namen \u201eTwo Component Cyclase Opsin\u201c gegeben, kurz 2c-Cyclop. Sie fanden ihn gleich bei zwei Gr\u00fcnalgen, in der einzelligen Chlamydomonas reinhardtii ebenso wie in der mehrzelligen Volvox carteri.<\/p>\n

Funktion in Eizellen und Kugelalgen gezeigt<\/h3>\n

\u201eSeit vielen Jahren gibt es genetische Daten, aus denen wir schlie\u00dfen konnten, dass es in Gr\u00fcnalgen noch viel mehr Rhodopsine geben muss als die zwei bisher charakterisierten\u201c, erkl\u00e4rt Georg Nagel. Allein bei Chlamydomonas reinhardtii seien zw\u00f6lf Proteinsequenzen den Opsinen zugeordnet, also den Vorstufen der Rhodopsine.<\/p>\n

\u201eBisher konnte aber niemand die Funktion dieser Lichtsensoren demonstrieren\u201c, sagt Nagels Mitarbeiter Dr. Shiqiang Gao. Erst der Forschungsgruppe aus Bielefeld und W\u00fcrzburg ist das nun gelungen: Sie hat das neue Rhodopsin in Eizellen des Krallenfrosches Xenopus laevis und in die Kugelalge Volvox carteri eingebaut. In beiden F\u00e4llen konnte seine Funktion nachgewiesen und charakterisiert werden.<\/p>\n

Perspektiven f\u00fcr die Optogenetik<\/h3>\n

Die Autoren glauben, dass der Lichtsensor 2c-Cyclop neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Optogenetik bietet. Mit dieser Methodik l\u00e4sst sich die Aktivit\u00e4t lebender Gewebe und Organismen durch Lichtsignale beeinflussen. Mittels Optogenetik wurden schon viele grundlegende biologische Vorg\u00e4nge in Zellen aufgekl\u00e4rt. Mit ihr ergaben sich zum Beispiel neue Einblicke in Mechanismen der Parkinson-Krankheit und anderer neurologischer Erkrankungen. Sie brachte auch neue Erkenntnisse \u00fcber Krankheiten wie Autismus, Schizophrenie und Depression oder Angstst\u00f6rungen.<\/p>\n

Der W\u00fcrzburger Forscher Georg Nagel und der Biophysiker Peter Hegemann (Humboldt-Universit\u00e4t Berlin) geh\u00f6ren zu den Pionieren der Optogenetik: Sie entdeckten die lichtgesteuerten Ionenkan\u00e4le aus Algen und dass man sie in tierische Zellen einbauen und diese dann mit Lichtsignalen steuern kann. F\u00fcr diese Leistung wurden beide \u2013 zusammen mit weiteren Forschern \u2013 mehrfach ausgezeichnet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Genau wie Landpflanzen nutzen auch Algen das Sonnenlicht als Energiequelle. Viele Gr\u00fcnalgen bewegen sich aktiv im Wasser; sie k\u00f6nnen sich dem Licht n\u00e4hern oder sich von ihm entfernen. Daf\u00fcr benutzen sie spezielle Sensoren (Photorezeptoren), mit denen sie das Licht wahrnehmen. Die jahrzehntelange Suche nach diesen Lichtsensoren f\u00fchrte erstmals 2002 zum Erfolg: Forscher um Georg Nagel […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[11861,14051,15313],"supplier":[416,1543],"class_list":["post-59901","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-algen","tag-energie","tag-gruenalgen","supplier-universitaet-bielefeld","supplier-universitaet-wuerzburg"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/59901","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=59901"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/59901\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=59901"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=59901"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=59901"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=59901"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}