Erh\u00f6hung der Wasserstoffproduktion von Gr\u00fcnalgenDie Gr\u00fcnalge Chlamydomonas reinhardtii besitzt einen ungew\u00f6hnlichen photofermentativen Metabolismus, der es ihr erm\u00f6glicht unter bestimmten physiologischen Bedingungen Wasserstoff zu produzieren. F\u00fcr den biotechnologischen Einsatz ergibt sich daraus eine attraktive M\u00f6glichkeit Wasserstoff mit Hilfe eines umweltfreundlichen Verfahrens aus Wasser, einigen Mediumszus\u00e4tzen (einfache Salze, Spurenelemente und Acetat) und Sonnenlicht Wasserstoff als nachhaltigen Energietr\u00e4ger zu generieren. Eine entscheidende Voraussetzung zur Einleitung der Wasserstoffbildung sind anaerobe Bedingungen. Nur dann k\u00f6nnen die sauerstofflabilen [FeFe]-Hydrogenasen synthetisiert und Reduktions\u00e4quivalente aus der Photosynthese oder dem St\u00e4rkeabbau mittels Ferredoxin auf die [FeFe]-Hydrogenase \u00fcbertragen werden. In der Doktorarbeit soll das Photosynthese\/Atmungskette-Verh\u00e4ltnis der einzelligen Gr\u00fcnalge Chlamydomonas reinhardtii mit Hilfe von molekulargenetischen Techniken modifiziert werden. Konkret wird ein Photosynthese\/Zellatmung-Verh\u00e4ltnis (P\/R), das im Normalfall P\/R=5:1 betr\u00e4gt (5 Mal mehr Sauerstoff wird erzeugt als in der Zellatmung verbraucht), von P\/R=1 angestrebt. Dadurch lassen sich die photosynthetischen Wasserstoffreaktionen ohne die Interferenz mit photosynthetisch produziertem Sauerstoff erforschen. Im Vorfeld der Doktorarbeit wurden Algenst\u00e4mme mittels insertionaler Mutagenese generiert und auf ein verringertes P\/R-Verh\u00e4ltnis mit einem entwickelten Screeningverfahren hin untersucht. In der ersten Phase der Doktorarbeit konnte bereits gezeigt werden, dass solche Algenst\u00e4mme in geschlossenen, photoheterotrophen Kulturen anaerob wachsen und damit den Vorteil einer konstitutiven Expression der Gene des Wasserstoffmetabolismus und eine Stabilisierung der zellul\u00e4ren Wasserstoffproduktion bieten. Mit Hilfe dieser isolierten St\u00e4mme, in denen das Photosynthese\/Atmung-Verh\u00e4ltnis modifiziert wurde, k\u00f6nnen neue Wege zur Umsetzung einer effizienten Wasserstoffproduktion eingeschlagen werden, wie die Untersuchung der endogenen Substratwege, der Wasserstoffbildung und die Regulierung der Genexpression unter anaeroben ?steady-state? Wachstumsbedingungen.In der Doktorarbeit sollen zus\u00e4tzlich Regulierungsprinzipien und der Metabolismus in Photosynthese und Zellatmung unter Wasserstoffproduktionsbedingungen ermittelt werden (zum Beispiel \u00fcber Inhibitorstudien). Nach genauen Studien der anaeroben Photolyse sollen Algenst\u00e4mme gezielt genetisch manipuliert werden und f\u00fcr den Einsatz in Gro\u00dfkulturen getestet werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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