Mein Promo­ti­ons­pro­jekt konzen­triert sich auf die Identi­fi­zie­rung licht­emp­find­li­cher Prote­ine, die als Photo­re­zep­to­ren bezeich­net werden, im Modell­or­ga­nis­mus Chlamy­do­mo­nas reinhard­tii. Ich möchte klären, wie diese Rezep­to­ren die innere biolo­gi­sche Uhr, den zirka­dia­nen Rhyth­mus, regulie­ren. Ich fokus­siere mich darauf, die Eigen­schaf­ten eines unbekann­ten, rotlicht­emp­find­li­chen Photo­re­zep­tors zu bestim­men und heraus­zu­fin­den, wie dieser Rezep­tor die innere Uhr reguliert. Diese Erkennt­nisse können verwen­det werden, um zu verste­hen, wie Pflan­zen im Allge­mei­nen Licht­in­for­ma­tio­nen verarbeiten.

Das unter­schied­li­che Verhal­ten von Tieren und Menschen tagsüber und nachts wird durch eine innere biolo­gi­sche Uhr, den zirka­dia­nen Rhyth­mus, reguliert. Dieser Rhyth­mus zeigt sich in den Zellen durch das zeitab­hän­gige Präsenz von Prote­inen. Nicht nur Tiere, sondern auch Pflan­zen besit­zen einen solchen Rhyth­mus. Pflanz­li­che Prozesse wie die Photo­syn­these sind mit der Rotation der Erde synchro­ni­siert. Bei Pflan­zen wird diese Synchro­ni­sa­tion durch Licht­si­gnale aufrecht­erhal­ten, die an die oszil­lie­ren­den Prote­ine weiter­ge­ge­ben werden, aus denen die biolo­gi­sche Uhr besteht. Diese Infor­ma­tio­nen werden durch Prote­ine namens Photo­re­zep­to­ren übertragen.

Mein Promo­ti­ons­pro­jekt konzen­triert sich darauf, wie diese Photo­re­zep­to­ren funktio­nie­ren und wie sie mit dem zirka­dia­nen System inter­agie­ren. Zu diesem Zweck nutze ich die einzellige Alge Chlamy­do­mo­nas reinhard­tii als Modell­or­ga­nis­mus, um zu unter­su­chen, wie Mutatio­nen in Photo­re­zep­to­ren den zirka­dia­nen Rhyth­mus beein­flus­sen. Auf diese Weise habe ich bereits das pflan­zen­ähn­li­che Cryptochrom pCRY als einen wesent­li­chen Photo­re­zep­tor identi­fi­ziert, der das zirka­diane System reguliert. Meine Forschung hat auch gezeigt, dass ein nicht charak­te­ri­sier­ter, rotlicht­emp­find­li­cher Photo­re­zep­tor den Rhytmus reguliert. Während meines Promo­ti­ons­pro­jekts werde ich diesen neuar­ti­gen Rotlicht­re­zep­tor charak­te­ri­sie­ren und heraus­fin­den, wie er in den zirka­dia­nen Rhyth­mus integriert ist.

Ich werde diese Ergeb­nisse im Kontext der allge­mei­nen Licht­re­gu­la­tion bei Pflan­zen einord­nen, einem Thema, das angesichts des Klima­wan­dels und zuneh­men­der Dürre­pe­ri­oden an Relevanz gewinnt.