Verwenden Algen Arsen, um Membranlipide zu bilden?

Arsen, einem berüchtigten Gift, wurden auch positive Eigenschaften zugeschrieben, wenn es in kleinen Dosen verabreicht wurde. Dies führte zur Vermutung, dass Arsen im Spurenbereich nützlich oder sogar essentiell für Organismen sein könnte. Die Ergebnisse zweier aktueller unabhängiger Studien haben uns dazu veranlasst, diese Hypothese zu untersuchen. Die erste Studie, die vom Woods Hole Ozeanographischen Institut durchgeführt wurde, zeigte, dass in Meeren mit niedrigem Phosphatgehalt Algen Stickstoff und Schwefel statt Phosphor zur Biosynthese von Membranlipiden verwenden, um auf diese Weise Phosphor für essentielle Prozesse zu bewahren. Die zweite Untersuchung, die von unserer Forschungsgruppe in Graz durchgeführt wurde, identifizierte neuartige arsenhaltige Lipide ("Arsenlipide") in Proben marinen Ursprungs. Auf der Basis dieser Erkenntnisse wird im Zuge des Projektes die Hypothese untersucht werden, dass Algen in phosphatarmen Wässern Arsen, welches in allen Meeren als Arsenat vorkommt, statt Phosphor für die Biosynthese von Arsen-Membranlipiden verwenden. Die Untersuchungen werden in Kollaboration mit dem Woods Hole Ozeanographischen Institut und einer Australischen Forschungsgruppe durchgeführt werden. Die Australische Forschungsgruppe wird ergänzende Laboruntersuchungen mit keimfreien Algenkulturen, die unterschiedlichen Phosphat- und Arsenkonzentrationen ausgesetzt werden, durchführen. Wenn die postulierte Hypothese korrekt ist, wird diese Studie den ersten Hinweis erbringen, dass Arsen unter normalen Umweltbedingungen eine wertvolle Rolle in biologischen Prozessen spielen kann, und damit völlig neue Aspekte in der biochemischen Beurteilung von Arsenverbindungen eröffnen.