Von künstlichem Fleisch bis zum Verfeinern der Photosynthese

Künftige Innovationen im Nahrungsmittelsystem

Ob Pflug oder Kühlschrank, immer wieder haben Innovationen in den letzten Jahrtausenden die Art und Weise verändert, wie wir Lebensmittel anbauen, verarbeiten und konsumieren. Heute, wo fast 40 Prozent der gesamten Landfläche der Erde zur Nahrungsmittelerzeugung genutzt wird, hat unsere Ernährung massive Auswirkungen auf Klima und Umwelt – vom Stickstoff-Kreislauf bis zur Wassernutzung, von der Artenvielfalt bis zu den Treibhausgasemissionen. In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Food veröffentlicht wurde, hat ein internationales Forscherteam jetzt bewertet und kategorisiert, welche Innovationen das Potenzial haben, das Ernährungssystems nachhaltig zu verändern und was für ihren Erfolg entscheidend ist – von künstlichem Fleisch und Meeresfrüchten über bioangereicherte Nutzpflanzen bis hin zu verbesserten Klimaprognosen. weiterlesen…

Geheimnis der Cyanobakterien entschlüsselt

Bald künstliche Photosynthese? Wie genau Cyanobakterien CO2 effizient umwandeln

Ein internationales Forschungsteam konnte das Geheimnis der Cyanobakterien lüften. Künftig wird es so möglich sein, bei ihnen “abzuschauen”, wie sie Luft-CO2 in wasserlösliche Kohlensäure umwandeln und vor dem Aufbau von Biomasse in der Zelle zwischenspeichern. Das hat jetzt ein Forscherteam unter Beteiligung der Ruhr-Universität Bochum in der Zeitschrift Nature Communications erläutert. weiterlesen…

Zusatzantrieb für Photosynthese

Rubisco, häufigstes auf der Erde vorkommendes Enzym, arbeitet langsam und ineffektiv

Die Photosynthese ist ein grundlegender biologischer Prozess, der es Pflanzen ermöglicht, Lichtenergie für ihr Wachstum zu nutzen. Die meisten Lebensformen auf der Erde hängen direkt oder indirekt von der Photosynthese ab. Forscher des Max-Planck-Instituts für Biochemie in Martinsried bei München haben gemeinsam mit Kollegen von der Australian National University die Bildung von Carboxysomen untersucht – einer Struktur, die die Effizienz der Photosynthese in wasserlebenden Bakterien steigert. Ihre Ergebnisse, die jetzt in Nature veröffentlicht wurden, könnten zur Entwicklung von Pflanzen mit einer effizienteren Photosynthese und somit höheren Ernteerträgen führen – so eine Medienmitteilung vom 23.01.2019. weiterlesen…

Lichtgespeiste Kraftpakete

Bei der Solarenergie-Ernte “fleißig und erfolgreich”

Miniaturreaktoren umhüllt von Sammelstellen, die Lichtquanten einfangen und an das Zentrum weiterleiten: So sind die kleinsten Bausteine der Kraftfabriken in Organismen konstruiert, die ihre Energie direkt von der Sonne beziehen. Die enge Kopplung von Aufbau und Interaktion der Bestandteile erhöht die Ausbeute, eine Strategie, die ein internationales Team von Wissenschaftlern zum Vorbild nimmt, um der Solartechnik zu mehr Effizienz zu verhelfen. An der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ist der Lehrstuhl für Physikalische Chemie I an den Forschungen beteiligt, deren aktuelle Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Chemistry vorgestellt wurden. weiterlesen…

Struktur und Funktion von Photosyntheseprotein im Detail aufgeklärt

Photosynthetischer Komplex I ist Schlüsselelement im photosynthetischen Elektronentransport – bislang wenig über ihn bekannt

Ein internationales Team von Wissenschaftlern aus verschiedenen universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen hat die Struktur und Funktionsweise des photosynthetischen Komplex I aufgeklärt. Der Membranproteinkomplex ist wesentlicher Bestandteil der Photosynthese und spielt eine wichtige Rolle in der dynamischen Anpassung von Elektronentransportprozessen. Die Arbeit des Teams von 14 Kooperationspartnern, zu denen neben Hauptautor Prof. Marc Nowarcyk von der Ruhr-Universität Bochum auch James Birrell und Prof. Wolfgang Lubitz vom MPI CEC in Mülheim/Ruhr und Nicholas Cox von der Australian National University (ANU) in Canberra gehören, wurde im Januarheft der Zeitschrift Science veröffentlicht. weiterlesen…

Hot News zur Evolution der Photosynthese


Horizontaler Transfer der Maschinerie zwischen Bakterien

Die Photosynthese ist der wohl komplexeste Prozess, für den die horizontale Übertragung von genetischem Material bislang beschrieben wurde. Mikrobiologen vom Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH konnten nun nachweisen, dass der horizontale (s.u.) Gen- beziehungsweise Operontransfer (in grampositiven und gramnegativen Bakterien für nicht-sexuelle Übertragung von genetischem Material notwendige Gene) dabei eine entscheidende Rolle spielt. weiterlesen…

Trillionstelsekunden-Zeitlupe


Beobachtung und Kontrolle ultraschneller Prozesse mit Attosekunden-Auflösung

Viele chemische Prozesse sind so schnell, dass nur ihr ungefährer Ablauf bekannt ist. Zur Aufklärung dieser Prozesse hat nun ein Team der Technischen Universität München (TUM) eine Methode mit einer Auflösung von Trillionstel-Sekunden entwickelt. Die neue Technik soll helfen, Prozesse wie die Photosynthese besser zu verstehen oder schnellere Computerchips zu entwickeln. Eine Medienmitteilung vom 22.02.2018. weiterlesen…

Photosynthese gentechnisch ankurbeln


Chaperone nachgebaut

Nur mit der korrekten Struktur können Proteine ihre Aufgaben in der Zelle erfüllen. Für die richtige Faltung sorgen „zelluläre Anstandsdamen“, die Chaperone. Sie können zudem dabei helfen, Proteine künstlich im Reagenzglas herzustellen. Manajit Hayer-Hartl und ihr Team vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried konnten das Schlüsselprotein der Photosynthese nachbauen und haben die Photosynthese-Leistung in Pflanzenzellen erhöht. Mittels Gentechnik konnten sie das Schlüsselenzym „RuBisCO“, das den ersten Schritt der Kohlenhydrat-Produktion in Pflanzen, die Fixierung von Kohlendioxid, katalysiert, effektiver machen. weiterlesen…

Photosynthese per Satellit…


…mit hoher Auflösung erfassen

Das Klima wird wesentlich vom globalen Kohlenstoffkreislauf beeinflusst. Pflanzen entziehen der Atmosphäre im Rahmen der Photosynthese CO2 und bauen es als Energie- und Rohstofflieferant für höhere Lebewesen in Biomasse ein. Doch wie viel atmosphärisches CO2 viel wird wo, wann und in welchen Ökosystemen umgesetzt? Diese Frage kann nun mit Hilfe des NASA-Satelliten OCO-2 sehr präziser und flächendeckend beantwortet werden. weiterlesen…

CO2-Anstieg bewirkt erhöhte Photosynthese


Studie berechnet Einfluss: Bei CO2-Verdoppelung nimmt Pflanzen-Effektivität zur Kohlenstoffaufnahme um ein Drittel zu

DLR logoPflanzenwelt und Erdreich verlangsamen derzeit die globale Erwärmung, indem sie rund ein Viertel der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen aufnehmen. Diese Kohlenstoffsenke wird teilweise auf die zunehmende Photosynthese-Rate zurückgeführt. Eine Studie im Journal Nature zeigt jetzt:nature logo Bei einer Verdopplung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre nimmt die Effektivität der Pflanzen, Kohlenstoff über Photosynthese aufzunehmen, um etwa ein Drittel zu. weiterlesen…