Projektbeschreibung
Das Geheimnis der biologischen Eisbildung
Die Bildung von Eis und das Gefrieren von Wasser gehören zu den wichtigsten Prozessen, die das Leben auf unserem Planeten erst möglich machen. Eisbildende Organismen haben sich an Temperaturen unter null Grad Celsius angepasst, da ihre speziellen eisbildenden Proteine die Eisbildung steuern. Diese Fähigkeit der eisaktiven Bakterien wird in biomimetischen Gefrieranlagen unter anderem in der Landwirtschaft und bei der künstlichen Eisproduktion genutzt. Doch die molekularen Mechanismen, die die proteingesteuerte Eisbildung ermöglichen, waren bisher ungeklärt. Im EU-finanzierten Projekt ProIce soll daher nun mithilfe jüngster Entwicklungen in der ultraschnellen Summenfrequenzspektroskopie die Funktionsweise von eisbildenden Bakterien auf molekularer Ebene erforscht werden. Daraus werden wichtige Erkenntnisse für künftige Klimamodelle und Gefriertechnologien hervorgehen.
Ziel
Water freezing and ice formation are fundamental processes for life on Earth. Ice active bacteria are the most efficient ice nucleators known. These specialized bacteria catalyse liquid-solid phase transitions of water at high subzero temperatures using ice-nucleating proteins (INPs). Despite the critical and well-recognized importance of ice bacteria on local and global precipitation, frost damage in agriculture and their potential for biomimetic freezing applications, the molecular mechanisms behind protein-driven ice formation remain largely elusive. In this project, I want to study the function of INPs at the molecular level using tools provided by recent advances of ultrafast vibrational spectroscopy. Supported by experienced scientists in the host group, I will develop a novel two-colour two-dimensional sum frequency generation (2D SFG) approach that will enable me to address the fundamental aspects of protein and water structure, molecular motion and energy flow. First, I will elucidate the secondary structure and conformation of a new model bacterial INP at a lipid membrane-water interface. Then, I will follow ultrafast energy transfer from interfacial water layers to the surrounding media to test the hypothesis that INPs can remove latent heat of nucleation from the nucleation site. Finally, I will study the effect of inter-protein distance and aggregation on the ultrafast energy transfer. The project will be supported with molecular dynamics simulations, protein engineering and cryo-electron microscopy by collaborators. My experience in non-linear optical spectroscopy combined with the excellent scientific environment in the host group will make it possible now to gain new insights into the mechanism of biological ice formation that were not accessible previously. The findings will be of interest for an interdisciplinary audience, and could provide input for next generation climate models and freezing technologies.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Mikrobiologie Bakteriologie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Lipide
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Spektroskopie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions
HAUPTPROGRAMM
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H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020
Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigenKoordinator
Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
8000 Aarhus C
Dänemark
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.