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Single-Cell C4 Photosynthese

 

Unser Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit verschieden Themen der Photosynthese. Im Vordergrund steht dabei das Verständnis von photosynthetischen Prozessen auf zellulärer Ebene. Wir interessieren uns dafür wie photosynthetische und nicht-photosynthetische Organellen miteinander und mit dem Kern kommunizieren um die notwendige Koordination für den komplexen Vorgang "Photosynthese" zu ermöglichen. Unter anderem arbeiten wir dazu an einer erst kürzlich entdeckten Spezies (Bienertia sinuspersici) die in der Lage ist, C4 Photosynthese innerhalb einer nur einzigen photosynthetischen Zelle durchzuführen. Dazu bedient sich Bienertia zweier morphologisch und biochemisch verschiedenartiger Chloroplasten welche auf jeweils verschiedene Funktionen spezialisiert sind. Dies stellt den bisher einzigen bekannten Fall spezialisierter Organellen innerhalb einer Zelle im gesamten Tier- als auch Pflanzenreich dar, denn ueblicherweise wird eine solche Spezialisierung durch die Ausbildung spezialisierter Gewebe erreicht. 

Die Abbildungen zeigen von links nach rechts die sukkulenten Blätter, eine photosynthetische Zelle mit den beiden unterschiedlichen Chloroplasten sowie transformierte Bienerta Protoplasten die ein grün fluoreszierendes Reporterprotein im Zytoplasma der Zelle exprimieren. P'CP = periphere Chloroplasten; C'CP = Chloroplasten des zentralen Kompartiments; CC = zentrales Kompartiment

 

Wir erforschen zur Zeit mit physiologischen und vor allem molekularen Methoden die Ursachen die es diesen Spezies erlaubt, verschiedenartige Chloroplasten auszubilden. Wir sind ständig auf der Suche nach interessierten Bachelor- und Masterstudenten sowie Doktoranden die mit uns an diesen neuartigen Spezies mit ungewöhnlicher Photosynthese und Zellbiologie forschen möchten.