Die Biochemikerin Dr. Martina Preiner besch\u00e4ftigt sich mit einer der gr\u00f6\u00dften Fragen der Wissenschaft. F\u00fcr ihre Forschung daran erh\u00e4lt sie nun einen „ERC Starting Grant“.
\nDr. Martina Preiner ist Forschungsgruppenleiterin am „Zukunftszentrum Mikrokosmos Erde“ – Microcosm Earth Center – ( MEC. Dabei handelt es sich um ) ein gemeinsames Zentrum der Philipps-Universit\u00e4t Marburg und des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Terrestrische Mikrobiologie. Preiner erforscht an der Grenze zwischen Geologie und Biologie die m\u00f6gliche Rolle mineralischer Umgebungen bei der Entstehung des Lebens.
\nBei der Frage, wie aus Nicht-Leben Leben entstehen kann, gibt es zwei grundlegende Forschungsprinzipien: „Bottom up“ und „Top down“. „Bottom up“ bedeutet beispielsweise, einfache Mineralien und geochemische Reaktionen zusammenzubringen, um zu beobachten, welche Entwicklungen sich daraus ergeben. Die andere M\u00f6glichkeit, Top-down, bedeutet, das komplexe Leben, wie wir es kennen, zu dekonstruieren. Dabei gilt es, die Komplexit\u00e4t schrittweise wie Zwiebelschalen abzul\u00f6sen und den Kern notwendiger Prozessen freizulegen. Welche Reaktionen reichen weit in die Vergangenheit zur\u00fcck und was ist der gemeinsame Vorfahre? Beide Ans\u00e4tze haben bereits wichtige Erkenntnisse geliefert, sind aber auch in ihrer Aussagef\u00e4higkeit begrenzt.
\nDer Sprung von unbelebten Mineralien zu den h\u00e4ufig hochkomplexen Enzymen, die Stoffwechselprozesse und damit Leben erm\u00f6glichen, erscheint weit. Dennoch gibt es eine Verbindung: Coenzyme sind organische Molek\u00fcle, die mit Enzymen zusammenarbeiten, um biochemische Reaktionen zu erm\u00f6glichen. Hypothesen zufolge k\u00f6nnten sie vergleichsweise einfach gebauten „Assistenten“ die Vorl\u00e4ufer der Enzyme und somit der ersten Stoffwechselprozesse gewesen sein.
\nPreiner untersucht mit ihrem Team am Marburger „Zukunftszentrum Mikrokosmos Erde“ (MEC)die Wechselwirkungen zwischen Coenzymen und Mineralien. Konkret vermutet sie, dass Coenzyme eine zentrale Rolle beim \u00dcbergang von der mineralischen CO2-Fixierung zum enzymatischen Kohlenstoff-Stoffwechsel gespielt haben. „Obwohl Coenzyme viel kleiner sind als Enzyme, sind sie immer noch zu komplex, um einfach zuf\u00e4llig aus geologischen Systemen hervorzugehen.
\nWie diese Molek\u00fcle entstanden, funktional wurden und sich daraus ein lebens\u00e4hnliches System entwickeln konnte, ist noch ein gro\u00dfes R\u00e4tsel.“ Diese Fragestellung hat auch direkte Ber\u00fchrungspunkte mit Preiners Forschung im Rahmen des Exzellenzclusters „Microbes for Climate“ (M4C), das sich unter anderem mit der fr\u00fchen Evolution biochemischer CO2-Fixierung besch\u00e4ftigt.
\nMit dem ERC Starting Grant m\u00f6chte sich die Forscherin auf den wahrscheinlich \u00e4ltesten Kohlenstofffixierungsweg – den Wood-Ljungdahl-Weg – konzentrieren. Dieser Stoffwechselweg nutzt die Elektronen des Wasserstoffs, um CO2 zu fixieren. Diese Reaktion kann auch abiotisch, also ohne lebende Zellen, ablaufen. Dabei fungieren Mineralien anstelle von Enzymen als Katalysatoren.
\nIn ihren Experimenten m\u00f6chte sie die molekularen Bestandteile des Wood-Ljungdahl-Wegs mit der mineralassistierten Katalyse verbinden, um zu verstehen, wie sich aus geochemischen Reaktionen Stoffwechselfunktionen entwickeln k\u00f6nnten: „Als die ersten Zellen entstanden, wurden die direkt Verbindung zwischen Geo- und Biochemie wahrscheinlich voneinander getrennt und das Leben entwickelte sich zu dem komplexen biochemischen Netzwerk weiter, das wir heute kennen. Mit dem ERC Starting Grant wollen wir Licht in die Zeit vor dieser Trennung bringen. Die Erforschung der wenig bekannten Wechselwirkungen zwischen chemisch aktiven Milieus und Stoffwechselprozessen k\u00f6nnte uns zeigen, welche mechanistischen Abh\u00e4ngigkeiten bestanden haben, bevor Zellen entstanden – und m\u00f6glicherweise Hinweise darauf geben, was der Ursprung des Lebens war“
\nERC Starting Grants richten sich an vielversprechende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die ihre Promotion vor zwei bis sieben Jahren abgeschlossen haben. Sie beinhalten ein Projektbudget von bis zu 1,5 Millionen Euro f\u00fcr eine Laufzeit von f\u00fcnf Jahren.
\nPreiner hat Chemie und Biochemie an der Ludwig-Maximilians-Universit\u00e4t in M\u00fcnchen studiert. Nach ihrem Masterabschluss in Physikalischer Chemie begann sie eine Karriere als Wissenschaftsjournalistin. Sieben Jahre lang war sie f\u00fcr verschiedene deutsche Mefdien t\u00e4tig, bis ein Interview mit einem Forscher \u00fcber den Ursprung des Lebens sie zur\u00fcck ins Labor f\u00fchrte.
\nIm Rahmen ihrer Promotion an der Heinrich-Heine-Universit\u00e4t D\u00fcsseldorf untersuchte sie die Parallelen zwischen geochemischer und biochemischer CO2-Fixierung. W\u00e4hrend eines Postdocs an der Universit\u00e4t Utrecht und am K\u00f6niglich-Niederl\u00e4ndischen Institut f\u00fcr Meeresforschung (NIOZ) reiste sie zu hydrothermalen Systemen in der Tiefsee, um diese zu erforschen. Seit 2023 leitet sie eine eigene Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut f\u00fcr terrestrische Mikrobiologien und der Philipps-Universit\u00e4t. Dort konzentriert sie sich auf organische Cofaktoren, um geochemische und biochemische CO2-Fixierung aktiv miteinander zu verbinden.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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