Projektbeschreibung
Von der Natur lernen und komplexe Mikrobiome erschaffen
Das EU-finanzierte Projekt PROMICON erforscht die Funktionsweise komplexer Mikrobiome anhand experimenteller Anwendungen der quantitativen Physiologie, Bildgebung und Zellsortierung in Kombination mit maschinellem Lernen und systembiologischen Ansätzen. Dieses Wissen wird auf vorhandene Mikrobiome angewandt, um sie an die Produktion anzupassen, und es dient außerdem der Schaffung neuer synthetischer Mikrobiome nach dem Vorbild der Natur. Das Konsortium wird Stämme entwickeln, um ein erfolgreiches Mikrobiom zu erschaffen, und mit ihrer Hilfe die Komplexität natürlicher Mikrobiome reduzieren, um die Erzeugung von Pigmenten auf Phycobilinbasis, Exopolysacchariden und Polyhydroxyalkanoaten zu verbessern. Gleichzeitig werden synthetische Mikrobiome für die Erzeugung von Butanol, Dihydrogen und PHACOS, einem funktionalisierten antimikrobiellen Polyester, entwickelt. Endgültige Ziele sind die Einführung neuer Reaktorkonzepte für Mikrobiome sowie die Durchführung von Produktionsbewertungen für die zukünftige Nutzung.
Ziel
The deliberate control of complex microbiomes is notoriously difficult and current approaches are often guided by simple trial-and-error. Advances in quantitative analysis modelling and design of these systems are urgently needed to improve the predictability and enable exploitation of the amazing synthesis capacities of microbiomes. The PROMICON project will learn from nature how microbiomes function through development and application of quantitative physiology, imaging, cell sorting machine learning and systems biology. This will be used to steer existing microbiomes towards production and to generate new synthetic microbiomes inspired by nature through an iterative design-build-test-learn cycle. The new consortia will also contain strains developed through systems metabolic engineering and will be used for the production of energy carriers, drop-in chemical feedstocks and advanced biomaterials.
PROMICON will advance characterization tools to understand which strains (modules) are needed for a successful microbiome. It will identify the primary producers (farmers), secondary converters (labourers) and essential strains for microbiome stability (balancers). This knowledge will be used to reduce complexity of natural microbiomes for optimized production of phycobilli protein based pigments, exo-polysaccharides (EPS) and poly-hydroxyalkanoates (PHA) in a top-down approach. Secondly, synthetic microbiomes with increasing complexity (bottom-up) will be assembled for the production of butanol, H2 and PHACOS, a functionalized antimicrobial polyester. PROMICON will develop new reactor concepts and downstream processing for microbiomes and conduct early-stage life cycle assessment (LCA) to prepare exploitation.
This ground-breaking project will not only inspire completely new production pathways and a paradigm shift from monocultures to mixed cultures in biotechnology, but also has the potential beyond biotechnology to inspire novel treatment options in biomedicine.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyindustrial biotechnologymetabolic engineering
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- engineering and technologyindustrial biotechnologybiomaterials
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligencemachine learning
- natural sciencesbiological sciencesmicrobiology
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenUnterauftrag
H2020-FNR-2020-2
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
04318 Leipzig
Deutschland