Phänotypische Verankerung der Effekte von Silber auf Algen

Biologische Antworten auf toxische Substanzen zu verstehen ist eine grosse Herausforderung für die Umweltrisikowertung und für die Überwachung von kontinuierlichen Umweltkontaminationen. Die Forschung in der Ökotoxikologie fokussiert hauptsächlich auf einfach zu bestimmende Endpunkte wie Mortalität, Reproduktion und Wachstum. Es ist jedoch eine grosse Herausforderung den toxischen Wirkmechanismus auf molekularer Ebene zu verstehen. Weiterhin gilt es zu klären wie sich die molekularen Veränderungen auf die Funktionen der einzelnen Organismen beziehungsweise auf die gesamte Population auswirken.

Unsere Forschung befasst sich mit den durch Metalle hervorgerufenen Veränderungen der Expression von Genen und Proteinen und des damit verbundenen Phänotyps. Als Modellorganismus verwenden wir die Grünalge Chlamydomonas reihhardtii. Dieses Projekt verbindet die Gebiete der konventionellen Toxikologie, Genetik, Transcriptomik, Proteomik, Metabolomik und Bioinformatik. Mit Hilfe von Microarrays werden Änderungen in der Transkriptomzusammensetzung, den molekularen Funktionen, biologische Prozessen und zellulären Komponenten aufzeigt, die als Folge einer Silberexponierung resultieren. Die Transkriptomstudien werden zu einem grösseren Verständnis des toxischen Wirkmechanismus’ von Silber führen. Weiterhin dienen sie als Leitfaden für die Suche nach spezifischen Antworten in Proteom- und Metabolomanalysen. Die Verwendung von RNAi ermöglicht uns eventuell silbersensitive und -resistente Proteine zu identifizieren. Die zusammengefassten Daten von Gen-, Protein-, Metabolom- und Phänotypveränderungen in Abhängigkeit von Konzentration und Zeit dienen der Voraussage des Effektes von Silber auf den individuellen Organismus und die Population.