Carole Duchêne von der französischen Akademie der Wissenschaften für Mikroalgenforschung geehrt

Carole Duchêne wurde von der französischen Akademie der Wissenschaften mit dem renommierten Preis „Grandes Avancées françaises en biologie 2025“ (Große französische Fortschritte in der Biologie) ausgezeichnet. Die Zeremonie, die am 17. Juni 2025 im großen Saal des Institut de France in Paris stattfand, würdigte Duchênes bahnbrechende Arbeit darüber, wie marine Mikroalgen in den Tiefen des Ozeans navigieren.

Auf den Punkt gebracht

• Carole Duchêne erhielt den angesehenen Preis „Grandes Avancées françaises en biologie 2025“ von der französischen Akademie der Wissenschaften für ihre Forschung darüber, wie marine Mikroalgen die Tiefen des Ozeans navigieren.
• Ihre Arbeit zeigte, dass Diatomeen-Phytochromen als „Tiefensonden“ fungieren und Mikroalgen ermöglichen, ihre Photosynthese an die variierenden Lichtverhältnisse in verschiedenen Ozeantiefen anzupassen.
• Diese Entdeckung, die molekulare Erkenntnisse mit Umweltdaten verknüpft, hebt eine neuartige Funktion für Photorezeptorproteine in Algen hervor, die wahrscheinlich eine Anpassung an ihre aquatische Umgebung ist.

 

 

 

 

Am 20. Jahrestag der „Grandes Avancées françaises en biologie“, dem 17. Juni 2025, präsentierte Carole Duchêne ihre Forschungsergebnisse, die den Höhepunkt ihrer Arbeit unter der Betreuung von Angela Falciatore und Marianne Jaubert vom Institut de biologie physico-chimique in Paris darstellen.

„Diese Arbeit ist ein bedeutender Teil meiner Doktorarbeit. Ihre Veröffentlichung in Nature war bereits ein großer Erfolg, aber die Anerkennung durch die Académie des sciences bestätigt die Ergebnisse zusätzlich. Sie verschafft meiner Forschung und der meines Doktorandenlabors auch Sichtbarkeit.“

Von Proteinen zu den Tiefen des Ozeans

Licht spielt eine entscheidende Rolle im Meeresleben. Es dient als Energiequelle für die Photosynthese und als wichtiger Umweltreiz für Organismen wie Diatomeen, die essentielle marine Mikroalgen sind. Duchênes Forschung konzentrierte sich auf Diatomeen-Phytochromen, spezialisierte Proteine zur Lichtwahrnehmung. Während Phytochromen in Pflanzen für ihre Empfindlichkeit gegenüber rotem und dunkelrotem Licht bekannt sind, entdeckten Duchêne und ihr Team, dass Diatomeen-Phytochromen einzigartige photochemische Eigenschaften besitzen. Diese ermöglichen es ihnen, die subtilen Variationen im blauen und grünen Lichtspektrum der Wassersäule wahrzunehmen, ein Merkmal des tiefen Ozeans. Diese Fähigkeit ist besonders nützlich in gemäßigten und polaren Ozeanen, wo die obere Wasserschicht stark durchmischt ist.

„Das Phytochrom fungiert im Wesentlichen als Tiefensonde“, erklärt Carole Duchêne. „Es ermöglicht Diatomeen, ihre Photosynthese an das spezifische Lichtspektrum anzupassen, dem sie ausgesetzt sind. Diese Fähigkeit ist besonders kritisch in gemäßigten und polaren Ozeanen, wo die oberen Wasserschichten stark turbulent sind und Diatomeen erheblichen Lichtschwankungen ausgesetzt sind.“

Sie wurde von dem Projekt aufgrund seiner interdisziplinären Natur angezogen, das „Zellbiologie, Pflanzenphysiologie, Genetik und den Kontext der Photowahrnehmung bei Algen“ kombiniert. Ihre Leidenschaft liegt darin, „Biologie auf allen Ebenen zu studieren, von Proteinen bis zum Ozean“. Diese Forschung wurde im Rahmen ihres Masterstudiums entwickelt und während ihrer Doktorarbeit an der Sorbonne Universität in Paris fortgesetzt.

Ihre Arbeit zielt darauf ab zu verstehen, wie Organismen miteinander und mit ihrer Umwelt interagieren. Dies beinhaltet das Formulieren von Hypothesen auf der Grundlage von Umweltdaten, deren Validierung im Labor und umgekehrt, und dann die Verwendung dieser Erkenntnisse zur Verfeinerung unseres Verständnisses des Meereslebens.

Eine ihrer wichtigsten Entdeckungen ist, dass der Photorezeptor sowohl in Algen als auch in Pflanzen existiert, aber in Algen auf verschiedene Lichtarten reagiert. Dieser neue Mechanismus stellt wahrscheinlich eine spezifische Anpassung der Algen an ihre aquatische Umgebung dar. Die Stärke dieser Forschung liegt in ihrer Fähigkeit, diese anfängliche molekulare Entdeckung mit umfassenderen Umweltdaten zu verbinden, einschließlich ozeanografischer und umweltgenomischer Informationen sowie zellulärer Physiologie. Dieser integrierte Ansatz legt stark nahe, dass dieses Photowahrnehmungssystem einen erheblichen Einfluss auf unsere marine Umwelt hat.

Carole setzt ihre Forschung derzeit in der Abteilung für Algenentwicklung und -evolution am Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen fort, wo sie die Infektion von Braunalgen durch Meeresviren untersucht. Sie möchte die Mechanismen verstehen, die den Viruszyklus mit dem Lebenszyklus der Algen koppeln.