Characterization of the genetic requirements for photoautotrophic growth under fluctuating light intensities, using novel high-throughput genomics approaches in the green alga Chlamydomonas reinhardtii

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ute Armbruster
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 211381283

Sonnenlicht ist die Energiequelle für photoautotrophes Wachstum. Da die Verfügbarkeit von Licht in der Natur immensen Schwankungen unterliegt, ist die schnelle Anpassung des photosynthetischen Metabolismus an die jeweiligen Lichtbedingungen ein elementarer Prozess für photosynthetische Organismen. Mechanismen in den photosynthetischen Membranen von Eukaryoten erkennen und regulieren hierbei die lichtbedingte Aktivität der Elektronentransportkette. Genetische Screens nach veränderten Photosyntheseparametern haben molekulare Faktoren ans Licht gebracht die an diesen Mechanismen beteiligt sind. Mutanten einiger dieser Faktoren weisen spezifische Wachstumsdefekte unter stark fluktuierenden Lichtbedingungen auf. Als DFG-Stipendiatin möchte ich systematisch nach Mutanten mit veränderten Wachstumsraten unter stark fluktuierenden Bedingungen suchen. Dabei hoffe ich, neben neuen Komponenten in bereits bekannten Mechanismen auch bislang unbekannte Mechanismen aufzudecken, welche eine wichtige Rolle im Lichtakklimatisierungsprozess spielen. Hierzu werde ich einen genomweiten Screen in der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii durchführen. Dieser Screen basiert auf einem Pool von Hunderttausenden von Mutanten, wobei jede einzelne dieser Mutanten mit Hilfe eines einzigartigen DNA-Barcodes identifiziert werden kann. Die Sequenzierung dieser Barcodes erfolgt mit der Illumina- Sequenzierungstechnologie. Der Mutantenpool wird unter fluktuierenden Licht- und Kontrollbedingungen aufgezogen und das Wachstum der einzelnen Mutanten wird mit Hilfe der Anzahl der sequenzierten Barcodes bestimmt. Ionenkanäle, welche den lichtabhängigen elektrochemischen Gradienten über der Thylakoidmembrane modulieren, sind mögliche Zielkandidaten dieses Screens. Falls der Screen potentielle Ionenkanäle identifiziert, werden diese mittels spektroskopischer Analyse von Mutanten und proteinbiochemischer Charakterisierung auf ihre Funktion hin überprüft.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Martin Jonikas