The Energetics and Habitat of Metabolic Origin

Informations projet

EcolMetabOrigin

N° de convention de subvention: 101018894

DOI

10.3030/101018894

Date de signature de la CE 1 Mai 2021

Date de début 1 Novembre 2021

Date de fin 31 Octobre 2026

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 2 490 000,00

Contribution de l’UE

€ 2 490 000,00

Coordonné par

HEINRICH-HEINE-UNIVERSITAET DUESSELDORF
Germany

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Publications

Peer reviewed articles (28)

ATP requirements for growth reveal the bioenergetic impact of mitochondrial symbiosis

Auteurs: William F. Martin
Publié dans: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, Numéro 1866, 2025, Page(s) 149564, ISSN 0005-2728
Éditeur: 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

Auteurs: Schwander L, Brabender M, Mrnjavac N, Wimmer JLE, Preiner M, Martin WF
Publié dans: Frontiers in Microbiology, Numéro 14, 2023, Page(s) 1257597, ISSN 1664-302X
Éditeur: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2023.1257597

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

Auteurs: Natalia Mrnjavac, William F. Martin
Publié dans: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, Numéro 1866, 2024, Page(s) 149514, ISSN 0005-2728
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.bbabio.2024.149514

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

Auteurs: Fernando D K Tria, William F Martin
Publié dans: Genome Biology and Evolution, Numéro 13/10, 2021, ISSN 1759-6653
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/gbe/evab224

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

Auteurs: Beyazay T, Belthle KS, Farès C, Preiner M, Moran J, Martin WF, Tüysüz H
Publié dans: Nature Communications, Numéro 14, 2023, Page(s) 570, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-36088-w

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

Auteurs: Kendra S. Belthle, William F. Martin, Harun Tüysüz
Publié dans: ChemCatChem, Numéro 16, 2024, ISSN 1867-3880
Éditeur: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/cctc.202301218

Narrowing gaps between Earth and life

Auteurs: Martin WF
Publié dans: Proc Natl Acad Sci USA, 2022, ISSN 0027-8424
Éditeur: 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

Auteurs: Manon Laura Schlikker, Max Brabender, Loraine Schwander, Carolina Garcia Garcia, Maximillian Burmeister, Sabine Metzger, Joseph Moran, William F. Martin
Publié dans: The FEBS Journal, 2024, ISSN 1742-464X
Éditeur: 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

Auteurs: Jessica L. E. Wimmer, Karl Kleinermanns, William F. Martin
Publié dans: Frontiers in Microbiology, Numéro 12, 2021, ISSN 1664-302X
Éditeur: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2021.759359

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

Auteurs: Bremer N, Tria FDK, Skejo J, Martin WF
Publié dans: Genome Biology and Evolution, 2023, ISSN 1759-6653
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/gbe/evad016

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

Auteurs: Kaur H, Rauscher SA, Werner E, Song Y, Yi J, Kazöne W, Martin WF, Tüysüz H, Moran J
Publié dans: Chem, Numéro 10, 2024, Page(s) 1-13, ISSN 2451-9294
Éditeur: 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

Auteurs: Beyazay T, Martin WF, Tüysüz H
Publié dans: Journal of the American Chemical Society, Numéro 145, 2023, Page(s) 19768–19779, ISSN 0002-7863
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/jacs.3c05412

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

Auteurs: Bremer N, Tria FDK, Skejo J, Garg SG, Martin WF
Publié dans: Genome Biology and Evolution, 2022, ISSN 1759-6653
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/gbe/evac079

Chemiosmotic ATP synthesis by minimal protocells

Auteurs: Fanchen Yu, Jinbo Fei, Yi Jia, Tonghui Wang, William F. Martin, Junbai Li
Publié dans: Cell Reports Physical Science, Numéro 6, 2025, Page(s) 102461, ISSN 2666-3864
Éditeur: 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

Auteurs: Brabender M, Henriques Pereira DP, Mrnjavac N, Schlikker ML, Kimura Z-I, Sucharitakul J, Kleinermanns K, Tüysüz H, Buckel W, Preiner M, Martin WF
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Numéro 121, 2024, Page(s) e2318969121, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2318969121

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

Auteurs: 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
Publié dans: FEMS Microbes, 2021, ISSN 2633-6685
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/femsmc/xtab012

Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans

Auteurs: 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
Publié dans: Science, 2024, Page(s) eadj9223, ISSN 0036-8075
Éditeur: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/science.adj9223

The Moon-forming impact and the autotrophic origin of life

Auteurs: Mrnjavac N, Wimmer JLE, Brabender M, Schwander L, Martin WF
Publié dans: ChemPlusChem, 2023, Page(s) e202300270, ISSN 2192-6506
Éditeur: Wiley-VCH Verlag
DOI: 10.1002/cplu.202300270

Chemical Antiquity in Metabolism

Auteurs: Natalia Mrnjavac, Loraine Schwander, Max Brabender, William F. Martin
Publié dans: Accounts of Chemical Research, Numéro 57, 2024, Page(s) 2267-2278, ISSN 0001-4842
Éditeur: 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

Auteurs: 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
Publié dans: FEBS Letters, Numéro 598, 2024, Page(s) 1692-1714, ISSN 0014-5793
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1002/1873-3468.14906

Evidence for corrin biosynthesis in the last universal common ancestor

Auteurs: Luca D. Modjewski, Val Karavaeva, Natalia Mrnjavac, Michael Knopp, William F. Martin, Filipa L. Sousa
Publié dans: The FEBS Journal, Numéro 292, 2025, Page(s) 827-850, ISSN 1742-464X
Éditeur: 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+

Auteurs: Delfina P. Henriques Pereira, Jana Leethaus, Tugce Beyazay, Andrey do Nascimento Vieira, Karl Kleinermanns, Harun Tüysüz, William F. Martin, Martina Preiner
Publié dans: The FEBS Journal, Numéro 289, 2022, Page(s) 3148-3162, ISSN 1742-464X
Éditeur: 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.

Auteurs: Nico Bremer; Michael Knopp; William F. Martin; Fernando D. K. Tria
Publié dans: Life; Volume 12; Numéro 7; Pages: 995, Numéro 1, 2022, ISSN 2075-1729
Éditeur: MDPI AG
DOI: 10.3390/life12070995

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

Auteurs: Luca D Modjewski, Ulrike Johnsen, Peter Schönheit, William F Martin
Publié dans: FEMS Microbiology Reviews, Numéro 49, 2025, ISSN 1574-6976
Éditeur: Oxford University Press (OUP)
DOI: 10.1093/femsre/fuaf049

Three enzymes governed the rise of O2 on Earth

Auteurs: Natalia Mrnjavac, Mauro Degli Esposti, Itzhak Mizrahi, William F. Martin, John F. Allen
Publié dans: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, Numéro 1865, 2024, Page(s) 149495, ISSN 0005-2728
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.bbabio.2024.149495

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

Auteurs: Nico Bremer, William F Martin, Mike Steel
Publié dans: FEMS Microbiology Letters, Numéro 372, 2025, ISSN 1574-6968
Éditeur: Oxford University Press (OUP)
DOI: 10.1093/femsle/fnaf051

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

Auteurs: 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
Publié dans: Frontiers in Microbiology, Numéro 1, 2021, ISSN 1664-302X
Éditeur: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2021.793664

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

Auteurs: Katharina Trost, Michael R Knopp, Jessica L E Wimmer, Fernando D K Tria, William F Martin
Publié dans: FEMS Microbiology Letters, Numéro 371, 2024, ISSN 1574-6968
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/femsle/fnae068