Schneealgenforschung auf dem siebten Kontinent

Nach mehreren Expeditionen nach Spitzbergen in der arktischen Polarregion führt das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik dieses Jahr erste Studien in der Antarktis durch. Ziel ist das der Antarktischen Halbinsel vorgelagerte King George Island. Dr. Thomas Leya, Leiter der Arbeitsgruppe “Extremophilenfoschung” des Fraunhofer IBMT, wird begleitet von dem Biologen Daniel Remias aus der Arbeitsgruppe von Professor Cornelius Lütz, Botanisches Institut der Universität Innsbruck. Beide Wissenschaftler halten sich vom 25. Januar bis Ende Februar 2006 im deutschen Dallmann Labor an der argentinischen Jubany Station auf und werden verschiedene Untersuchungen zur Adaption von Algen und höheren Pflanzen an Kälte, Trockenheit und Strahlungsstress durchführen. Logistisch wird die Expedition vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven koordiniert.

Die Kernaufgabe des Aufenthalts wird die Sammlung und Isolation weiterer psychrophiler (= kälteliebender) Algen von den antaktischen Schnee- und Gletscherfeldern zur Erweiterung der seit 1999 am Fraunhofer IBMT installierten Lebendkultursammlung (CCCryo) sein. Diese besondere Gruppe von Mikroalgen zeichnet sich durch ihre ideale Anpassung an niedrige Temperaturen aus – ab Temperaturen über +10 °C sterben diese Algen ab. Daraus ergeben sich aufschlussreiche molekulare und physiologische Aspekte, die anhand der isolierten Algenstämme im Berliner Labor untersucht werden sollen. Bisher konnte gezeigt werden, dass bei bestimmten Enzymen dieser psychrophilen arktischen Algen die maximale Enzymaktivität bei deutlich niedrigeren Temperaturen liegt als bei mesophilen (nicht kälteangepassten) Algen. Das lässt hoffen, in Zukunft auch solche kälteaktive Enzyme zu finden, die biotechnologisch für den Menschen nutzbar sind, um z. B. industrielle Prozesse energiesparender durchführen zu können.

Eine weitere Charakteristik einiger Schneealgen ist die Produktion von Carotinoiden, wie Astaxanthin und anderer Stoffwechselprodukte, z. B. Vitamin E (alpha-Tocopherol), die als Radikalfänger eingesetzt werden können. Während der Expedition werden speziell auch solche Algen isoliert, um diese ggf. später in Großphotobioreaktoren in Massen zu produzieren. Dadurch könnten aus natürlichen Quellen gezielt Substanzen für den humanmedizinischen Bereich, aber auch zur Verwendung als Futtermittelzusätze in der Fisch- und Geflügelzucht hergestellt werden.

Die vielfach nutzbaren Eigenschaften der psychrophilen Algen versprechen neue Ansätze im Bereich der “weißen Biotechnologie”, ein spezieller Schwerpunkt der Fraunhofer-Gesellschaft im Programm der “Perspektiven für Zukunftsmärkte”.

Um die für Europa einzigartige Lebendkultursammlung als Bioressource für die Zukunft zu sichern, wird sie zur Zeit in eine Tieftemperaturlagerung in flüssigem Stickstoff (Kryokonservierung) überführt. Dies geschieht am Berliner Institutsteil des Fraunhofer IBMT und in der Kryobank “eurocryoSaar” am Standort Sulzbach im Saarland. Mit den während der Forschungsexpedition gewonnenen Proben hofft Dr. Leya die vorhandene Sammlung um die eisige Flora der Antarktis zu ergänzen und mit den alpinen und arktischen Exemplaren zu vergleichen.

Ihr Ansprechpartner:
Dr. Thomas Leya / Dr. Stephanie Schwarz
Telefon 030/2093-8634
Email: thomas.leya@ibmt.fraunhofer.de
Email: stephanie.schwarz@ibmt.fraunhofer.de