Record #1064947

DFG project G:(GEPRIS)585576127

Adaptive oxygene Photosynthese unter fernroten und nicht-solaren Lichtbedingungen (FAR-OXY)

Coordinator	Professor Dennis Nürnberg Ph.D.
Grant period	2026 -
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)585576127

Note: Die oxygene Photosynthese gilt klassisch als auf den sichtbaren Wellenlängenbereich (400–700 nm) beschränkt. In den letzten Jahren wurde dieses Paradigma jedoch durch die Entdeckung von Cyanobakterien revidiert, die mithilfe spezialisierter Chlorophylle (Chlorophyll d und f) auch unter fernrotem Licht photosynthetisch aktiv sind. Diese Fähigkeit beruht auf einer umfassenden Umstrukturierung des photosynthetischen Apparates, der sogenannten Far-Red Light Photoacclimation (FaRLiP), und ermöglicht Photosynthese in spektral gefilterten oder lichtarmen Lebensräumen wie mikrobiellen Matten, endolithischen Habitaten, Wüsten oder Höhlen. Das Projekt FAR-OXY untersucht die Vielfalt, evolutionäre Geschichte und adaptive Leistungsfähigkeit der fernroten oxygenischen Photosynthese unter spektral veränderten Lichtbedingungen, einschließlich nicht-solarer Strahlungsregime, wie sie auf planetaren Oberflächen oder auf Exoplaneten um M-Zwerg-Sterne auftreten. Das deutsch-französische Konsortium vereint komplementäre Expertise in cyanobakterieller Physiologie, Umwelt- und Paläogenomik sowie experimenteller Photobiologie. FAR-OXY verfolgt drei eng verzahnte Ansätze: (i) kulturbasierte Experimente zur Charakterisierung physiologischer Eigenschaften, Pigmentzusammensetzung und molekularer Regulation von Cyanobakterien mit unterschiedlichen FaRLiP-Gencluster-Varianten; (ii) die Analyse moderner und paläogenomischer Datensätze, einschließlich sedimentärer alter DNA, zur Rekonstruktion der ökologischen Verbreitung und evolutionären Diversität fernroter Photosynthese; sowie (iii) kontrollierte Labor-Simulationen planetarer und nicht-solarer Lichtspektren in Kombination mit experimenteller Evolution. Durch die Integration dieser Ansätze ermöglicht FAR-OXY ein quantitatives und evolutionäres Verständnis der oxygenischen Photosynthese unter spektral veränderten Umweltbedingungen. Die Ergebnisse liefern grundlegende Erkenntnisse zu den Grenzen photosynthetischer Prozesse, tragen zum Verständnis früher Erdökosysteme und planetarer Habitabilität bei und eröffnen Perspektiven für zukünftige biotechnologische und weltraumbezogene Anwendungen.

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Record created 2026-11-09, last modified 2026-11-09

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