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Von Pflanzen produzierte Kohlenhydrate wie Zucker und Stärke bilden eine bedeutende Grundlage für unsere Gesellschaft: Sie besitzen nicht nur einen hohen Nährwert, sondern sind auch wichtige Rohstoffe für die Industrie und die Produktion von Biokraftstoffen, welche wahrscheinlich auch in Zukunft einen Teil unserer erneuerbaren Energien ausmachen werden. Das Ziel der hier vorgeschlagenen Forschung ist es, zu verstehen, wie Pflanzen ihr wichtigstes Speicherkohlenhydrat – Stärke – herstellen.
Stärke besteht aus Glukose (Traubenzucker), die sich zu linearen und verzweigten Ketten verbindet, welche dann wiederum semikristalline, wasserunlösliche Stärkekörner ausbilden. Obwohl Stärke uns allen bekannt ist, verstehen wir noch nicht vollständig, wie sie von Pflanzen gebildet wird. Wir wissen, dass Pflanzen zahlreiche spezielle Proteine (Enzyme) besitzen, die die Zuckerpolymere synthetisieren. Diese scheinen aber interessanterweise an bestimmte Orte in der Zelle gebunden zu sein, wodurch sie eine genaue Anzahl von Stärkekörnern mit bestimmten Formen und Grössen produzieren können. Mithilfe aktueller molekularbiologischer Methoden, Isotopenmarkierung und Mikroskopie untersuchen wir nun diese zellbiologischen Aspekte der Stärkeherstellung in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Beispielsweise wollen wir die beteiligten Enzyme in hoher Auflösung orten und die Bildung von Stärke in Echtzeit beobachten. Die gewonnenen Erkenntisse könnten dann dazu beitragen, verbesserte stärkeliefernde Pflanzen (wie Kartoffeln oder Getreide) herzustellen, entweder durch Züchtung oder durch biotechnologische Methoden.