Die molekulare Architektur von Mitochondrien

Wir erforschen die Biologie und Evolution von Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle. Unser Fokus liegt dabei auf Lebewesen, die Photosynthese betreiben, besonders auf Mikro-Algen.

Die Kryo-Elektronentomographie zeigt die molekulare Landschaft eines Mitochondriums, dem Kraftwerk der Zelle.

Beinahe alle Eukaryoten – vom Menschen bis hin zu Pflanzen – besitzen Mitochondrien. Diese Zellorganellen, auch als Kraftwerke der Zelle bezeichnet, übernehmen vielfältige Funktionen. Ihre Hauptaufgabe ist die Energieherstellung für die Zelle.

Visualisierung der Architektur von Mitochondrien
Wir untersuchen die molekulare Architektur von Mitochondrien speziell in Mikro-Algen, welche eine bedeutende Rolle für die Ökologie der Erde spielen. Um sowohl die Energieproduktion als auch die Bindung von Kohlenstoff zu koordinieren, sind die Funktionen von Mitochondrien und Chloroplasten, dem Ort der Photosynthese, in diesen Lebewesen eng miteinander verknüpft.

Mit modernsten Technologien wie der Kryo-Elektronenmikroskopie und der Kryo-Elektronentomographie sind wir in der Lage, die Architektur der Mitochondrien bis ins kleinste Detail, vom Organell bis zum Atom, zu erforschen. So, möchten wir neue Erkenntnisse darüber gewinnen, wie sich diese lebenswichtigen Organellen anpassen und verändern, um auch bei wechselnden Umweltbedingungen effizient Energie zu produzieren.

Evolution der Mitochondrien in Eukaryoten
Auch wenn die Hauptfunktion der Mitochondrien gleich geblieben ist, hat sich ihre Architektur und Struktur im Laufe der Evolution verändert. Daher gibt es erhebliche Unterschiede zwischen verschiedenen Eukaryoten. Wir möchten herausfinden, welchen Einfluss Chloroplasten in photosynthetischen Lebewesen auf die Mitochondrien haben. Unsere Forschung trägt dazu bei, die Evolution von Mitochondrien im Speziellen und von photosynthetischen Organismen im Allgemeinen besser zu verstehen.

Zusammenspiel zwischen Mitochondrien und Chloroplasten
In Lebewesen, die Photosynthese betreiben, arbeiten Chloroplasten und Mitochondrien zusammen. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Zelle effizient Energie produzieren und Kohlenstoff fixieren kann. Unser Projekt beschäftigt sich damit, wie diese beiden Organellen auf molekularer Ebene miteinander interagieren und wie sie ihre Architektur bei Umweltveränderungen umordnen.