Heisenberg-Professur für Marburger Biochemiker Jan Schuller

„Wenn wir verstehen, wie Mikroorganismen Methan bilden, hilft uns das nicht nur bei der Erforschung der Evolution des Lebens, sondern auch bei der Bekämpfung des menschengemachten Klimawandels“, erklärt Schuller. Die neue Förderung sieht er zugleich als wichtigen Beitrag zur Profilbildung in Marburg: „Wir arbeiten dabei an einem Kernthema des Exzellenzclusters M4C und können die dort vorhandenen Synergien optimal nutzen.“

Auch die Hochschulleitung sieht in der Förderung ein starkes Signal für den Forschungsstandort Marburg. „Ich freue mich sehr, dass mit dieser Auszeichnung der DFG das Exzellenzcluster M4C und damit die hervorragende Forschung im Bereich der Mikrobiologie an der Philipps-Universität weiter gestärkt wird“, sagt Forschungs-Vizepräsident Prof. Dr. Gert Bange. „Es war mir eine große Freude, die Entwicklung von Jan Schuller als Mentor seiner Emmy Noether-Gruppe begleiten zu dürfen und zu sehen, wie er sich zu einem international sichtbaren Spitzenforscher in der mikrobiellen Strukturbiologie entwickelt hat.“

Warum Methan eine Schlüsselrolle im Klimawandel spielt

Methan ist ein starkes Treibhausgas, das Wärme effizienter speichert als Kohlendioxid und erheblich zur Erderwärmung beiträgt. Es entsteht aus natürlichen Quellen wie den Aktivitäten von Methanogenen und auch durch menschliche Einflüsse in der Landwirtschaft und der fossilen Brennstoffindustrie. Methanogene sind spezialisierte Mikroorganismen, die in sauerstofffreien Umgebungen wie Sümpfen und dem Verdauungssystem von Tieren sowie Menschen leben. Dort produzieren sie Methan als Nebenprodukt ihres Energiestoffwechsels. Sie sind entscheidend für den Kohlenstoffkreislauf, da sie organisches Material abbauen und Methan erzeugen und auch Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben, weil sie im Darm den Wasserstoffumsatz und andere Stoffwechselprozesse verändern.

Methanogene und Acetogene, die Organismen, die im Zentrum von Schullers Forschung stehen, sind miteinander verwandt. Sie nutzen Varianten desselben altertümlichen Stoffwechselweges. Sie könnten nahe Verwandte der ersten bioenergetisch aktiven Zellen der Evolution sein, deren bioenergetische Maschinen die Vorläufer für die zentralen Komplexe der aeroben Atmung darstellen. „Indem wir die Mechanismen der anaeroben CO₂-Fixierung und Energiekonservierung untersuchen, erkunden wir letztlich die Geschichte unserer eigenen molekularen Maschinen“, erklärt Schuller.

Die Entschlüsselung des Stoffwechsels von Methanogenen ist ein wichtiger Schritt, um klimatische Herausforderungen zu meistern. Zum Beispiel ist das Methan, das von Methanogenen im Verdauungstrakt von Kühen produziert wird, erheblich am menschenverursachten Treibhauseffekt beteiligt.

Durch gezielte Forschung könnten Strategien zur Hemmung der Methanogenese entwickelt werden und die Methanproduktion reduziert werden. Das würde den Beitrag der Landwirtschaft zum Klimawandel verringern. „Wir konzentrieren uns darauf, die bioenergetischen Hauptmaschinen, einschließlich des Enzyms, das Methan produziert, sowie dessen Aufbau, Regulierung und Aktivierung zu verstehen. Durch diese Erkenntnisse hoffen wir, wertvolle Ansätze zur Reduzierung von Methanemissionen zu entwickeln und einen positiven Beitrag zum Klimaschutz zu leisten“, sagt Schuller.

Jan Schuller

Forschungsschwerpunkt "Agroökosysteme, mikrobielle Ressourcen und Klimaresilienz"

Kontakt

Philipps-Universität Marburg
Prof. Dr. Jan Michael Schuller
Zentrum für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO)


E-Mail: jan.schuller@synmikro.uni-marburg.de