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Bildung von amorphen Kohlstoff durch methanogene und methanoxidierende Archaeen

Stian Torset – Hector Fellow Antje Boetius

Mein Projekt untersucht die Struktur und Rolle von amorphen Kohlenstoff, der durch methanogenen und Methan-oxidierenden Archaeen gebildeten wird, sowie die molekularen Mechanismen, die zur Bildung dieses als Biomaterial unbekannten Stoffes beitragen. Dau nutze ich biophysikalische Ansätze, um die Rolle der Strukturen aufzulösen, und genetische Methoden, um die zur biogenen Bildung dieser Verbindung benötigten Gene und Proteine zu identifizieren. Das Projekt wird betreut von Hector Fellow Antje Boetius.

Mein Projekt untersucht die Bildung von amorphen Kohlenstoff in Archaeen. Bisher ist die Produktion dieser Verbindung für wenige methanogene und methanoxidierende Archaeen beschrieben. Weitgehend unbekannt ist die Funktion dieses Kohlenstoffs in Mikroorganismen sowie die molekularen Mechanismen, die dessen Bildung erlauben. In der ersten Phase meiner Doktorarbeit werde ich untersuchen, welche Organismen diese Kohlenstoffverbindung herstellen, und nutze chemische, biophysikalische und elektronenmikroskopische Methoden, um die und Eigenschaften dieses Materials zu bestimmen.  Diese Untersuchungen werden außerdem helfen, Zielorganismen für tiefergehende Studien zur Bildung dieses durch Mikroorganismen gebildeten Stoffgruppe auszuwählen. Ich werde molekular-biologische Methoden nutzen, um die Stoffwechselwege zu identifizieren, die zur Bildung des Kohlenstoffs führen. Mithilfe von Metatranskriptom-Analysen der verschiedenen Archaeen werden Gene und Enzyme identifiziert, die zur Bildung des amorphen Kohlenstoffs beitragen könnten. Die Rolle dieser Gene und Enzyme soll mithilfe von Genom-Editierungsmethoden untersucht und bestätigt werden. Strukturelle Untersuchungen der Enzyme und biochemische Experimente sollen die Funktionsweise dieser Enzyme untersuchen. Außerdem werde ich an schiffsgebundenen Expeditionen zu unterseeischen Methanquellen teilnehmen. Dort werde ich die Bildung und Rolle der dieser Kohlenstoffverbindung im Kohlenstoffkreislauf untersuchen. Das Projekt wird betreut von Hector Fellow Antje Boetius.