The Energetics and Habitat of Metabolic Origin

Projektinformationen

EcolMetabOrigin

ID Finanzhilfevereinbarung: 101018894

DOI

10.3030/101018894

EK-Unterschriftsdatum 1 Mai 2021

Startdatum 1 November 2021

Enddatum 31 Oktober 2026

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Gesamtkosten

€ 2 490 000,00

EU-Beitrag

€ 2 490 000,00

Koordiniert durch

HEINRICH-HEINE-UNIVERSITAET DUESSELDORF
Germany

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Veröffentlichungen

Peer reviewed articles (28)

ATP requirements for growth reveal the bioenergetic impact of mitochondrial symbiosis

Autoren: William F. Martin
Veröffentlicht in: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, Ausgabe 1866, 2025, Seite(n) 149564, ISSN 0005-2728
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.bbabio.2025.149564

Serpentinization as the source of energy, electrons, organics, catalysts, nutrients and pH gradients for the origin of LUCA and life

Autoren: Schwander L, Brabender M, Mrnjavac N, Wimmer JLE, Preiner M, Martin WF
Veröffentlicht in: Frontiers in Microbiology, Ausgabe 14, 2023, Seite(n) 1257597, ISSN 1664-302X
Herausgeber: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2023.1257597

GTP before ATP: The energy currency at the origin of genes

Autoren: Natalia Mrnjavac, William F. Martin
Veröffentlicht in: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, Ausgabe 1866, 2024, Seite(n) 149514, ISSN 0005-2728
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.bbabio.2024.149514

Gene Duplications Are At Least 50 Times Less Frequent than Gene Transfers in Prokaryotic Genomes

Autoren: Fernando D K Tria, William F Martin
Veröffentlicht in: Genome Biology and Evolution, Ausgabe 13/10, 2021, ISSN 1759-6653
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/gbe/evab224

Ambient temperature CO2 fixation to pyruvate and subsequently to citramalate over iron and nickel nanoparticles

Autoren: Beyazay T, Belthle KS, Farès C, Preiner M, Moran J, Martin WF, Tüysüz H
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 14, 2023, Seite(n) 570, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-36088-w

Synergistic Effects of Silica‐Supported Iron−Cobalt Catalysts for CO₂ Reduction to Prebiotic Organics

Autoren: Kendra S. Belthle, William F. Martin, Harun Tüysüz
Veröffentlicht in: ChemCatChem, Ausgabe 16, 2024, ISSN 1867-3880
Herausgeber: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/cctc.202301218

Narrowing gaps between Earth and life

Autoren: Martin WF
Veröffentlicht in: Proc Natl Acad Sci USA, 2022, ISSN 0027-8424
Herausgeber: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2216017119

Conversion of pyridoxal to pyridoxamine with <scp>NH</scp>₃ and <scp>H</scp>₂ on nickel generates a protometabolic nitrogen shuttle under serpentinizing conditions

Autoren: Manon Laura Schlikker, Max Brabender, Loraine Schwander, Carolina Garcia Garcia, Maximillian Burmeister, Sabine Metzger, Joseph Moran, William F. Martin
Veröffentlicht in: The FEBS Journal, 2024, ISSN 1742-464X
Herausgeber: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/febs.17357

Pyrophosphate and Irreversibility in Evolution, or why PPi Is Not an Energy Currency and why Nature Chose Triphosphates

Autoren: Jessica L. E. Wimmer, Karl Kleinermanns, William F. Martin
Veröffentlicht in: Frontiers in Microbiology, Ausgabe 12, 2021, ISSN 1664-302X
Herausgeber: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2021.759359

The ancestral mitotic state: Closed orthomitosis with intranuclear spindles in the syncytial last eukaryotic common ancestor.

Autoren: Bremer N, Tria FDK, Skejo J, Martin WF
Veröffentlicht in: Genome Biology and Evolution, 2023, ISSN 1759-6653
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/gbe/evad016

A prebiotic Krebs cycle analog generates amino acids with H2 and NH3 over nickel

Autoren: Kaur H, Rauscher SA, Werner E, Song Y, Yi J, Kazöne W, Martin WF, Tüysüz H, Moran J
Veröffentlicht in: Chem, Ausgabe 10, 2024, Seite(n) 1-13, ISSN 2451-9294
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.1016/j.chempr.2024.02.001

Direct synthesis of formamide from CO2 and H2O with nickel–iron nitride heterostructures under mild hydrothermal conditions

Autoren: Beyazay T, Martin WF, Tüysüz H
Veröffentlicht in: Journal of the American Chemical Society, Ausgabe 145, 2023, Seite(n) 19768–19779, ISSN 0002-7863
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/jacs.3c05412

Ancestral state reconstructions trace mitochondria but not phagocytosis to the last eukaryotic common ancestor

Autoren: Bremer N, Tria FDK, Skejo J, Garg SG, Martin WF
Veröffentlicht in: Genome Biology and Evolution, 2022, ISSN 1759-6653
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/gbe/evac079

Chemiosmotic ATP synthesis by minimal protocells

Autoren: Fanchen Yu, Jinbo Fei, Yi Jia, Tonghui Wang, William F. Martin, Junbai Li
Veröffentlicht in: Cell Reports Physical Science, Ausgabe 6, 2025, Seite(n) 102461, ISSN 2666-3864
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.xcrp.2025.102461

Ferredoxin reduction by hydrogen with iron functions as an evolutionary precursor of flavin-based electron bifurcation

Autoren: Brabender M, Henriques Pereira DP, Mrnjavac N, Schlikker ML, Kimura Z-I, Sucharitakul J, Kleinermanns K, Tüysüz H, Buckel W, Preiner M, Martin WF
Veröffentlicht in: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Ausgabe 121, 2024, Seite(n) e2318969121, ISSN 0027-8424
Herausgeber: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2318969121

Archaeal pseudomurein and bacterial murein cell wall biosynthesis share a common evolutionary ancestry

Autoren: Bishwa P. Subedi, William F. Martin, Vincenzo Carbone, Eduardus C. Duin, Bryan Cronin, Julia Sauter, Linley R. Schofield, Andrew J. Sutherland-Smith, Ron S. Ronimus
Veröffentlicht in: FEMS Microbes, 2021, ISSN 2633-6685
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/femsmc/xtab012

Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans

Autoren: Moraïs S, Winkler S, Zorea A, Levin L, Nagies FSP, Kapust N, Lamed E, Artan-Furman A, Bolam DN, Yadav MP, Bayer EA, Martin WF, Mizrahi I
Veröffentlicht in: Science, 2024, Seite(n) eadj9223, ISSN 0036-8075
Herausgeber: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/science.adj9223

The Moon-forming impact and the autotrophic origin of life

Autoren: Mrnjavac N, Wimmer JLE, Brabender M, Schwander L, Martin WF
Veröffentlicht in: ChemPlusChem, 2023, Seite(n) e202300270, ISSN 2192-6506
Herausgeber: Wiley-VCH Verlag
DOI: 10.1002/cplu.202300270

Chemical Antiquity in Metabolism

Autoren: Natalia Mrnjavac, Loraine Schwander, Max Brabender, William F. Martin
Veröffentlicht in: Accounts of Chemical Research, Ausgabe 57, 2024, Seite(n) 2267-2278, ISSN 0001-4842
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.accounts.4c00226

The radical impact of oxygen on prokaryotic evolution—enzyme inhibition first, uninhibited essential biosyntheses second, aerobic respiration third

Autoren: Natalia Mrnjavac, Falk S. P. Nagies, Jessica L. E. Wimmer, Nils Kapust, Michael R. Knopp, Katharina Trost, Luca Modjewski, Nico Bremer, Marek Mentel, Mauro Degli Esposti, Itzhak Mizrahi, John F. Allen, William F. Martin
Veröffentlicht in: FEBS Letters, Ausgabe 598, 2024, Seite(n) 1692-1714, ISSN 0014-5793
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1002/1873-3468.14906

Evidence for corrin biosynthesis in the last universal common ancestor

Autoren: Luca D. Modjewski, Val Karavaeva, Natalia Mrnjavac, Michael Knopp, William F. Martin, Filipa L. Sousa
Veröffentlicht in: The FEBS Journal, Ausgabe 292, 2025, Seite(n) 827-850, ISSN 1742-464X
Herausgeber: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/febs.17367

Role of geochemical protoenzymes (geozymes) in primordial metabolism: specific abiotic hydride transfer by metals to the biological redox cofactor NAD+

Autoren: Delfina P. Henriques Pereira, Jana Leethaus, Tugce Beyazay, Andrey do Nascimento Vieira, Karl Kleinermanns, Harun Tüysüz, William F. Martin, Martina Preiner
Veröffentlicht in: The FEBS Journal, Ausgabe 289, 2022, Seite(n) 3148-3162, ISSN 1742-464X
Herausgeber: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/febs.16329

Realistic Gene Transfer to Gene Duplication Ratios Identify Different Roots in the Bacterial Phylogeny Using a Tree Reconciliation Method.

Autoren: Nico Bremer; Michael Knopp; William F. Martin; Fernando D. K. Tria
Veröffentlicht in: Life; Volume 12; Ausgabe 7; Pages: 995, Ausgabe 1, 2022, ISSN 2075-1729
Herausgeber: MDPI AG
DOI: 10.3390/life12070995

The early evolution of the glycolytic pathway from autotrophic origins to glycogen and back

Autoren: Luca D Modjewski, Ulrike Johnsen, Peter Schönheit, William F Martin
Veröffentlicht in: FEMS Microbiology Reviews, Ausgabe 49, 2025, ISSN 1574-6976
Herausgeber: Oxford University Press (OUP)
DOI: 10.1093/femsre/fuaf049

Three enzymes governed the rise of O2 on Earth

Autoren: Natalia Mrnjavac, Mauro Degli Esposti, Itzhak Mizrahi, William F. Martin, John F. Allen
Veröffentlicht in: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, Ausgabe 1865, 2024, Seite(n) 149495, ISSN 0005-2728
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.bbabio.2024.149495

Surprising effects of differential loss in genome evolution: the last-one-out

Autoren: Nico Bremer, William F Martin, Mike Steel
Veröffentlicht in: FEMS Microbiology Letters, Ausgabe 372, 2025, ISSN 1574-6968
Herausgeber: Oxford University Press (OUP)
DOI: 10.1093/femsle/fnaf051

Energy at Origins: Favorable Thermodynamics of Biosynthetic Reactions in the Last Universal Common Ancestor (LUCA)

Autoren: Jessica L. E. Wimmer; Joana C. Xavier; Andrey d. N. Vieira; Delfina P. H. Pereira; Jacqueline Leidner; Filipa L. Sousa; Karl Kleinermanns; Martina Preiner; William F. Martin
Veröffentlicht in: Frontiers in Microbiology, Ausgabe 1, 2021, ISSN 1664-302X
Herausgeber: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2021.793664

A universal and constant rate of gene content change traces pangenome flux to LUCA

Autoren: Katharina Trost, Michael R Knopp, Jessica L E Wimmer, Fernando D K Tria, William F Martin
Veröffentlicht in: FEMS Microbiology Letters, Ausgabe 371, 2024, ISSN 1574-6968
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/femsle/fnae068