Pflanzliche Zellphysiologie

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Höhere Pflanzen und Algen absorbieren Licht über viele unterschiedliche Pigmente, die an Proteinkomplexe gebunden sind. Wie ihre jeweilige Photosynthese biochemisch und biophysikalisch abläuft, erforscht Professor Claudia Büchel. Ihr Schwerpunkt liegt in der Analyse von Kieselalgen (Diatomeen), die im Boden sowie in Süß- und Salzwasser vorkommen und für etwa ein Viertel der weltweiten Produktion von Biomasse verantwortlich sind. Im Bereich der Ozeane stellen sie dabei eine wichtige Kohlenstoffsenke dar. Büchel geht in ihrer Forschung den Gründen für die enorme Produktivität der Kieselalgen nach, die sich an die Lichtverhältnisse der Umgebung so gut anpassen können, dass sie sich anderen Algengruppen gegenüber durchsetzen. Licht nehmen Kieselalgen hauptsächlich über Photosynthese-Pigmente aus der Gruppe der Carotinoide auf. Deren verschiedene Arten sind an sogenannte Lichtantennenproteine gebunden. Die Zellen messen den ständig wechselnd starken Lichteinfluss, hervorgerufen zum Beispiel durch die Gezeiten des Meeres, und ermöglichen damit den Lichtantennenproteinen die effiziente Regulation zwischen der Sammlung von Licht oder dem Schutz vor Licht binnen weniger Minuten. Bei einem für die Zelle schädlichen Grad der Lichteinstrahlung wird die Sonnenenergie in Wärme umgewandelt.

Diese Regulationsmechanismen sind bei Algen bisher wenig erforscht. Büchel analysiert sie mit biochemischen, molekularbiologischen und spektroskopischen Methoden, die zum Beispiel die strikte räumliche Anordnung und die Interaktion der Carotinoide zeigen. Die Struktur der Lichtantennenproteine klärt sie mit Hilfe der Elektronenmikroskopie. Genetische Analysen der Desoxyribonukleinsäure (DNA) und der Ribonukleinsäure (RNA) der Diatomeen sowie deren Transformation sollen aufdecken, welche Proteine am Schutz der Zelle beteiligt sind und wie ihre Synthese gesteuert wird. Büchels Forschung ist in Projekte der Europäischen Union und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eingebunden.

„Mich fasziniert es, diese unterschiedlichen Mechanismen der Photosynthese aufzuklären: In den verschiedenen Lösungen desselben physiologischen Problems spiegelt sich die große Diversität der Pflanzen wider“, beschreibt Büchel ihr Forschungsgebiet, in das sie Studierende mit ihrer an die Wissenschaft angelehnten Lehre einbeziehen möchte.

Zur Person

Buechel klein

An ihr Studium der Biologie in Mainz schloss Claudia Büchel ihre Promotion über die Photosynthese bei Algen an. Nach einem Aufenthalt als Gastwissenschaftlerin in Ungarn forschte sie für vier Jahre am Imperial College in London an elektronenmikroskopischen Techniken zur Strukturaufklärung von photosynthetischen Proteinen. Während dieser Zeit wurde sie 1999 von der Universität Mainz habilitiert. Zwischen 2001 und 2004 arbeitete Büchel als Heisenberg-Stipendiatin der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt. 2004 erhielt sie den Ruf als Professorin an den Fachbereich Biowissenschaften der Goethe-Universität. Seitdem übernahm sie dort verschiedene Funktionen, zum Beispiel als Studiendekanin und Prodekanin sowie als stellvertretende Ombudsfrau für den Umgang mit wissenschaftlichem Fehlverhalten.

Kontakt:
Prof. Dr. Claudia Büchel
Institut für Molekulare Biowissenschaften
Max-von-Laue-Str. 9
60438 Frankfurt am Main
Telefon: +49 (0)69 798 29602
E-Mail: C.Buechel@bio.uni-frankfurt.de
 www.bio.uni-frankfurt.de