Klimapflanzen

Der Lehrstuhl für Bioinformatik befasst sich seit langem mit der Untersuchung von Stoffwechselwegen in Pflanzen, sogenannten Pathways, mit Hilfe des Computers. Eines der angestrebten Ziele ist beispielsweise, durch die Untersuchung von Pathways verschiedener Pflanzen, Methoden zu identifizieren, welche es diesen Pflanzen erlaubt, mehr CO2 aufzunehmen als anderen.

Im Rahmen des Projektes „Klimafreundliche Pflanzen“ versuchen die Forscher, C3-Pflanzen so umzuprogrammieren, dass die Bindung von Sauerstoff an RuBisCo reduziert wird und folglich mehr CO2 in den Pflanzenzellen umgesetzt wird. Dies kann erreicht werden, indem man die involvierten Stoffwechselwege in der Pflanze künstlich am Computer nachbaut, anschließend optimiert und letztendlich in lebende Pflanzenzellen überführt. Innerhalb dieses Projektes konnten bereits mehrere synthetische Modelle optimiert und veröffentlicht werden.

In einem aktuellen Projekt prüfen die Forscher der Bioinformatik Transkriptomdaten, um herauszufinden, wie sich die metabolischen Flüsse in Modellpflanzen, wie zum Beispiel Arabidopsis thaliana, aber auch bei Algen und Bäumen ändern, wenn die CO2-Konzentration er Atmosphäre steigt.

Bei weiterem Interesse lohnt es sich, den spannenden Fernsehbeitrag von 3sat anzuschauen, welcher über die Arbeit des Lehrstuhls für Bioinformatik an den Klimapflanzen berichtet. Ebenfalls zu empfehlen, sind die Publikationen von Osmanoglu et al. (2021) und Naseem et al. (2020) zum Thema Klimapflanzen.

Osmanoglu, O., Khaled AlSeiari, M., AlKhoori, H. A., Shams, S., Bencurova, E., Dandekar, T., & Naseem, M. (2021). Topological Analysis of the Carbon-Concentrating CETCH Cycle and a Photorespiratory Bypass Reveals Boosted CO(2)-Sequestration by Plants. Front Bioeng Biotechnol, 9, 708417.

Naseem, M., Osmanoglu, O., & Dandekar, T. (2020). Synthetic Rewiring of Plant CO(2) Sequestration Galvanizes Plant Biomass Production. Trends Biotechnol, 38(4), 354-359.

Ein naheliegender praktischer Ansatz, welcher im Feld durchgeführt werden kann, ist die Identifizierung von in der Natur wachsenden Pflanzenarten, welche möglichst viel CO2 umsetzen können. Da Kohlenstoff in Pflanzen in Form von Biomasse gespeichert wird, sind in diesem Fall jene Pflanzen als Klimapflanzen geeignet, welche diese Aufgabe möglichst schnell erfüllen. In einem Projekt der JMU unter der Leitung von Prof. Jörg Müller, sollen Bäume identifiziert werden, welche in kürzester Zeit sehr viel Biomasse produzieren. In der ökologischen Außenstation der JMU im Steigerwald wollen die Forscher gezielt natürliche Varianten von Bäumen (Protzen) identifizieren, die fähig sind, eine größere Menge CO2 zu speichern als herkömmliche Bäume, jedoch auch klimaresistent sind und in der Nähe von Städten gut wachsen können. Herr Prof. Müller bietet an seinem Lehrstuhl Praktika, Knowhow und Forschungsarbeiten an, um der Waldökologie in Zeiten des globalen Wandels auf den Grund zu gehen und freut sich über interessierte Studenten.

Wie im praktischen Teil schon erwähnt, bietet Prof. Jörg Müller Praktika, Knowhow und Forschungsarbeiten über das Thema Klimapflanzen an seinem Lehrstuhl an. Der Lehrstuhl für Bioinformatik der JMU unter der Leitung von Prof. Thomas Dandekar, bietet verschiedene Möglichkeiten an, um tiefer in das Thema Klimapflanzen und andere Klimamilderungsstrategien einzutauchen. In den Master-Praktika F1 und F2, kann man alles über die bioinformatische Modellierung von Klimapflanzen und die experimentelle Validierung lernen. Ein weiterer sehr empfehlenswerter Kurs ist „Smart City“, in dem es um die Vision einer modernen, intelligenten und nachhaltigen Stadt geht. Sollten sie diese Module nicht in ihrem WueStudy finden können, gerne auch die genannten Professoren direkt kontaktieren mit Hilfe von WueAdress. Bei weiteren Fragen zu Klimapflanzen oder zu dieser Webseite, gerne die Kontaktdaten aus dem About-Teil dieser Seite nutzen.