Mit Algen gegen den Klimawandel: Neue Wege, CO2 zu neutralisieren

Es braucht neue Ansätze, den Herausforderungen des Klimawandels zu begegnen. Professor Ben Engel vom Biozentrum der Universität Basel erforscht darum, wie Algen CO₂ neutralisieren. Sein Ziel ist es zu verstehen, wie das Leben auf der Erde mit dem sich verändernden Klima zusammenhängt.

Wie beeinflussen der Klimawandel und die vom Menschen verursachten CO₂-Emissionen – eine der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit – die vielfältigen Organismen auf der Erde? Diese faszinierende und aktuelle Frage beschäftigt Prof. Dr. Ben Engel vom Biozentrum der Universität Basel. Er erforscht die Mechanismen der Natur zur Energiegewinnung und CO₂-Fixierung. Die CO₂-Fixierung ist der Prozess, bei dem Pflanzen und andere Organismen Kohlendioxid (CO₂) aus der Luft aufnehmen und in organische Moleküle umwandeln. Diese Umwandlung erfolgt in der Regel durch die Photosynthese, wobei CO₂ in Zucker umgewandelt wird, der als Energiequelle für die Pflanze dient und letztlich den grössten Teil des Lebens auf der Erde ernährt. «Wir wollen die molekularen Details  des CO₂-Kreislaufs auf unserem Planeten verstehen», fasst der Biologe zusammen.

Die neuste Studie von Engel und seinem Team widmet sich der Erforschung von Kieselalgen im Ozean, die rund 20 Prozent des weltweiten CO₂ fixieren. Die Forschenden haben bei den Algen eine Proteinhülle entdeckt, mit der diese die CO₂-Fixierung effizienter als Pflanzen an Land gestalten können. «Unsere Erkenntnisse könnten in der Zukunft unter anderem dazu verwendet werden, um die CO₂-Fixierung in anderen Organismen zu verbessern, zum Beispiel in Kulturpflanzen, die nicht über diese Eigenschaften verfügen», erklärt Engel. Mit der Kryo-Elektronentomographie (Kryo-ET) können die Forschenden die zellulären Vorgänge bis auf die Ebene der Eiweissbestandteile erkunden. Diese Grundlagenforschung ermöglicht ein tieferes Verständnis des Lebens auf unserem Planeten und liefert gleichzeitig neue Entwürfe für künftige technische Lösungen für den Klimaschutz.

Wenn Engel über seine Forschung spricht, ist seine Begeisterung nicht zu überhören: «Meine Arbeit ist vergleichbar mit der Erkundung des Weltraums, denn wir entdecken mit den heutigen fortschrittlichen Elektronenmikroskopen ein ganz neues Universum im Zellinneren.» Für ihn ist es essenziell, einen Beitrag an den Klimaschutz zu leisten: «Das CO₂, das wir heute ausstossen, wird noch für Tausende von Jahren in unserer Atmosphäre bleiben. Wir hoffen, dass unsere Entdeckungen dazu beitragen können, neue biotechnologische Anwendungen zu entwickeln, welche die Photosynthese verbessern und mehr CO₂ aus der Atmosphäre binden. Dies sind langfristige Ziele, aber angesichts der Unumkehrbarkeit der CO₂-Emissionen ist es wichtig, dass wir jetzt Grundlagenforschung betreiben, um mehr Möglichkeiten für künftige Innovationen zur Kohlenstoffabscheidung zu schaffen.»

Engel ist seit 2022 an der Uni Basel tätig und schätzt seinen Arbeitsort: «Das Biozentrum ist einer der besten Orte weltweit für Biophysik und Strukturbiologie.» Für Engel hätte das Biozentrum die optimalen Voraussetzungen, um ein weltweit einzigartiges Cluster zur Erforschung biologischer Mechanismen im Zusammenhang mit dem Erdklima zu werden: «Mit mehr finanziellen Mitteln könnten wir die klimabezogene Biophysik und Strukturbiologie auf das nächste Level bringen.»

An der Universität Basel gibt es vielfältige Forschungsaktivitäten in den Bereichen Klima und Nachhaltigkeit.