Biomineralisierung von Ciliaten

Projektleiter: Dr. Marie-Louise Lemloh

Wie es Organismen unter Umgebungsbedingungen und energetisch optimiert gelingt, Biobasierte Materialien zu bilden, die sich unter anderem durch Multifunktionalität oder Recyclingfähigkeit auszeichnen, ist ein sehr inspirierendes Forschungsgebiet. Der Bildungsprozess von mineralischen Biobasierten Materialen, sogenannten Biomineralen, beinhaltet eine spezifische Konzentration der einzelnen Elemente, ihre Stabilisierung und Transport sowie die kontrollierte Mineralisation/Kristallisation zur Bildung einzigartiger biomineralischer Strukturen.

Zur Erforschung der einzelnen Prozessschritte des Biomineralisations-Prozesses eignen sich besonders gut eukaryotische einzellige Organismen wie Ciliaten (Protista), da alle Prozessschritte, wie die Anreicherung der Ionen, der vesikuläre Mineraltransport und die Bildung der Biominerale in einer einzigen Zelle untersucht werden können.[1,2,3] Hierfür werden in vivo Studien mit hochauflösenden Methoden wie analytische Elektronenmikroskopie kombiniert.

Die Diversität der von Ciliaten gebildeten Mineralien erlaubt es zudem gezielt zugrundlegende gemeinsame Prinzipien der Biomineralisation zu identifizieren und dieses Wissen auch in verwandte Forschungsfelder wie beispielsweise der Synthese bio-inspirierter Materialien oder der Erforschung von Stoffkreisläufen und Recycling kritischer Elemente zu transferieren.

[1] Lemloh, M.-L., Key Engineering Materials, 672, 40-46, 2015
[2] Lemloh, M.-L., Marin, F., Herbst, F., Plasseraud, L., Schweikert, M., Baier,J., Bill, J., Brümmer, F., Journal of Structural Biology, 181, 155-161, 2013
[3] Lemloh, M.-L., Hoos, S., Görtz, H.-D., Brümmer, F., European Journal of Protistology, 49, 62-66, 2013

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