{"id":75589,"date":"2020-06-12T06:51:42","date_gmt":"2020-06-12T04:51:42","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fzucker-macht-braunalgen-zu-guten-kohlenstoffspeichern.html"},"modified":"2020-06-12T18:49:56","modified_gmt":"2020-06-12T16:49:56","slug":"zucker-macht-braunalgen-zu-kohlenstoffspeichern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/zucker-macht-braunalgen-zu-kohlenstoffspeichern\/","title":{"rendered":"Zu\u00adcker macht Brau\u00adnal\u00adgen zu Koh\u00adlen\u00adstoffspei\u00adchern"},"content":{"rendered":"

Braunalgen speichern gro\u00dfe Mengen an Kohlendioxid und entziehen das Treibhausgas so der Atmosph\u00e4re. Der mikrobielle Abbau abgestorbener Braunalgenreste und die damit verbundene R\u00fcckgabe dieses gespeicherten Kohlendioxids in die Atmosph\u00e4re dauert l\u00e4nger als bei anderen Meerespflanzen. Forschende des Max-Planck-Instituts f\u00fcr marine Mikrobiologie, des MARUM \u2013 Zentrum f\u00fcr Marine Umweltwissenschaften der Universit\u00e4t Bremen und weiterer Institute haben sich den Abbauprozess genau angesehen und sind dabei auf hochspezialisierte Bakterien gesto\u00dfen, die \u00fcber hundert Enzyme nutzen m\u00fcssen, um die Algen kleinzukriegen.<\/strong><\/p>\n

\"
Die Braunalge Fucus vesiculosus w\u00e4chst an felsigen K\u00fcsten wie hier auf Helgoland.
\u00a9 Max-Planck-Institut f\u00fcr Marine Mikrobiologie\/M. Schultz-Johansen<\/figcaption><\/figure>Man kann sie sch\u00f6n finden oder auch nicht, aber fast jeder kennt sie: die Braunalge Fucus vesiculosus, auch Blasentang genannt. Sie w\u00e4chst fast \u00fcberall entlang der deutschen Nord- und Ostseek\u00fcste. Andere Braunalgen wie Macrocystis bilden entweder ganze W\u00e4lder entlang der Pazifikk\u00fcste oder so wie Sargassum Algenbl\u00fcten, deren Aggregate den Atlantik von West nach Ost bedecken. Ein produktives \u00d6kosystem, das manche \u00d6kologinnen und \u00d6kologen als marines Gegenst\u00fcck zu den Regenw\u00e4ldern an Land sehen. Durch Braunalgen werden hohe Mengen an Kohlendioxid gespeichert, dadurch sind sie ein wichtiger Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs.<\/p>\n

Andreas Sichert vom Max-Planck-Institut f\u00fcr Marine Mikrobiologie widmete sich in seiner Doktorarbeit der Frage, warum Braunalgen ein so guter Kohlenstoffspeicher sind: \u201eHauptbestandteil der Algenbiomasse sind ihre dicken Zellw\u00e4nde \u2013 ein enges Netzwerk aus Eiwei\u00dfen und langkettigen Zuckern. Wenn die Alge stirbt, wissen wir kaum, was mit dieser Biomasse im Meer eigentlich passiert, zum Beispiel welche Bestandteile schnell oder langsam abgebaut werden.\u201c<\/p>\n

Fest und flexibel<\/h3>\n

Braunalgen sind dabei an den rauen Lebensraum der Atlantikk\u00fcsten angepasst. Die Gezeiten, Wind und Wellen fordern von den Bewohnern dieser Gegend besondere F\u00e4higkeiten. So haben die Braunalgen eine spezielle Zellwandstruktur entwickelt. Diese ist gleichzeitig fest und flexibel und erm\u00f6glicht es der Pflanze, den Wellen und den Gezeitenstr\u00f6mungen erfolgreich standzuhalten. Ein wichtiger Bestandteil der Zellw\u00e4nde ist dabei der langkettige Zucker Fucoidan, der rund ein Viertel des Trockengewichts einer Braunalge ausmacht. Fucoidan kann vermutlich, \u00e4hnlich einem Gel, den Wassergehalt der Zellwand regulieren und die Braunalgen so bei Ebbe vor dem Austrocknen sch\u00fctzen.<\/p>\n

Welche Rolle dieser Zucker Fucoidan im langwierigen Abbauprozess der Braunalgen spielt, untersuchte Andreas Sichert zusammen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Forschungsgruppe Marine Glykobiologie des Max-Planck-Instituts f\u00fcr marine Mikrobiologie und des MARUM \u2013 Zentrum f\u00fcr Marine Umweltwissenschaften der Universit\u00e4t Bremen.\u00a0 Au\u00dferdem beteiligt waren Forschende des Massachusetts Institute of Technology, der Universit\u00e4t Greifswald und der Universit\u00e4t Wien. \u201eMan wusste bereits, dass Fucoidan langsamer von mikrobiellen Gemeinschaften abgebaut wird als andere Algenzucker und daher als Kohlenstoffsenke wirken k\u00f6nnte\u201c, sagt Andreas Sichert, einer der beiden Erstautoren der Studie. \u201eIn der Regel sind langkettige Zucker eine beliebte Nahrung f\u00fcr Bakterien, aber warum gerade Fucoidan besonders schwer verdaulich ist, war unklar.\u201c<\/p>\n

Nur Spezialisten verdauen diesen Zucker<\/h3>\n
\"Elektronen-mikroskopische
Elektronen-mikroskopische Aufnahme von Lentimonas, einem neu isolierten Bakterium das Fucoidan abbauen kann an.
\u00a9 Max-Planck-Institut f\u00fcr Marine Mikrobiologie\/A. Sichert<\/figcaption><\/figure>\n

Bislang waren die Stoffwechselwege zum Abbau von Fucoidan nur teilweise bekannt, es gab aber Hinweise auf die Beteiligung einer hohen Anzahl von Enzymen, die entweder innerhalb einer mikrobiellen Gemeinschaft verteilt oder in einzelnen hochspezialisierten Bakterien untergebracht sind. F\u00fcr die Untersuchung des Abbaus von Fucoidan verfolgten die Forschenden aus Bremen letztere Theorie und analysierten neu isolierte Bakterien der Gattung Lentimonas, die zum Stamm der Verrucomicrobia z\u00e4hlen. Allein die Isolation dieser Lentimonas Bakterien war nervenaufreibend. \u201eAnfangs hatte ich \u00fcber tausend Isolate, doch am Ende konnte nur eines Fucoidan wirklich abbauen\u201c, erinnert sich Christopher H. Corzett vom Massachusetts Institute of Technology, neben Sichert Erstautor der Studie.<\/p>\n

\u201eWir haben bei diesen Bakterien einen bemerkenswert komplexen Weg f\u00fcr den Abbau von Fucoidan entdeckt, bei dem etwa hundert Enzyme verwendet werden, um den Zucker Fucose freizusetzen \u2013 einen Bestandteil von Fucoidan\u201c, sagt Jan-Hendrik Hehemann, Leiter der Forschungsgruppe Marine Glykobiologie. \u201eHierbei handelt es sich wahrscheinlich um einen der kompliziertesten bisher bekannten biochemischen Abbauwege f\u00fcr einen Naturstoff.\u201c Fucose wird anschlie\u00dfend \u00fcber einen isolierten Bereich in den Bakterien abgebaut. Das von einer eiwei\u00dfhaltigen H\u00fclle umgebene Abteil sch\u00fctzt die Zelle vor dem toxischen Nebenprodukt Lactadehyd. \u201eDie Notwendigkeit einer solch komplexen Zersetzung zeigt, dass Fucoidan f\u00fcr die meisten Meeresbakterien unverdaulich ist, und nur durch hochspezialisierte Bakterien im Ozean effektiv abgebaut werden kann\u201c, sagt Hehemann. \u201eDas kann den langsamen Abbau von Braunalgen in der Umwelt erkl\u00e4ren und l\u00e4sst vermuten, dass Kohlenstoff im Ozean durch Fucoidan relativ lange gebunden wird.\u201c<\/p>\n

Potenziell pharmakologisch wirksam<\/h3>\n

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind auch deshalb an Enzymen f\u00fcr Fucoidan interessiert, weil es ein potenziell pharmakologisch wirksames Molek\u00fcl ist, welches \u00e4hnliche Wirkung wie Heparin in der Blutgerinnung aufzeigt. \u201eEnzyme, die spezifisch Fucoidan fragmentieren und somit helfen, dessen Strukturen aufzukl\u00e4ren, sind von gro\u00dfem wissenschaftlichem Interesse, um die Wirkung von Fucoidan besser zu verstehen und diese marinen Zucker f\u00fcr biotechnologische Anwendungen zu erschlie\u00dfen\u201c, sagt der beteiligte Greifswalder Mikrobiologe Thomas Schweder.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Braunalgen speichern gro\u00dfe Mengen an Kohlendioxid und entziehen das Treibhausgas so der Atmosph\u00e4re. Der mikrobielle Abbau abgestorbener Braunalgenreste und die damit verbundene R\u00fcckgabe dieses gespeicherten Kohlendioxids in die Atmosph\u00e4re dauert l\u00e4nger als bei anderen Meerespflanzen. Forschende des Max-Planck-Instituts f\u00fcr marine Mikrobiologie, des MARUM \u2013 Zentrum f\u00fcr Marine Umweltwissenschaften der Universit\u00e4t Bremen und weiterer Institute haben […]<\/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":[11861,13407,12683],"supplier":[16086,621,1757],"class_list":["post-75589","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-algen","tag-marine","tag-zucker","supplier-marum-zentrum-fuer-marine-umweltwissenschaften","supplier-max-planck-gesellschaft","supplier-max-planck-institut-fuer-marine-mikrobiologie"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75589","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=75589"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75589\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=75589"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=75589"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=75589"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=75589"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}