Description du projet
Des études sur la voie de synthèse de la bétalaïne élucident l’évolution de la complexité moléculaire
L’étude de l’évolution convergente peut aider les scientifiques à mieux comprendre la base génétique de l’émergence et de l’optimisation répétées d’une voie métabolique. La principale enzyme de la voie de synthèse de la bétalaïne, la 4,5‑DOPA dioxygénase extradiol (DODA), par exemple, a évolué quatre fois par duplication de gènes et néofonctionnalisation. Le projet ConvergentDODA, financé par l’UE, expliquera la base moléculaire qui sous‑tend l’évolution répétée de l’activité de la L‑DOPA dioxygénase et déterminera les trajectoires évolutives moléculaires à l’origine des différents profils catalytiques enzymatiques dans les différentes origines de la synthèse de la bétalaïne. En étudiant la base moléculaire de l’évolution convergente de l’activité élevée de la L‑DOPA, le projet abordera des questions clés en biologie évolutive telles que les rôles respectifs de l’évolution parallèle, de l’épistasie, de la contrainte adaptative et de la contingence.
Objectif
As sessile organisms, plants have evolved a diverse array of specialized metabolites to respond to their environments. Specialised metabolites are frequently restricted to particular plant lineages, such as the specialised betalain pigments, which are unique to the flowering plant order Caryophyllales - betalains will be familiar as the colour of beetroot. However there are also striking examples of convergent evolution, with the same specialized metabolites emerging independently in different lineages. The host laboratory has recently shown that the betalain biosynthesis pathway has evolved multiple times within Caryophyllales. Underpinning four convergent origins of betalain pigmentation, the central enzyme in the betalain pathway, 4,5-DOPA-extradiol -dioxygenase (DODA), has evolved four times via gene duplication and neofunctionalization. Preliminary data indicate that DODA enzymes from different origins have distinct kinetic profiles, of significance to biotechnology. In the proposed research, I will elucidate the molecular basis underlying the repeated evolution of L-DOPA dioxygenase activity, and resolve the molecular evolutionary trajectories underlying different enzymatic catalytic profiles across different origins of betalain synthesis. Convergent evolution provides a natural experiment in understanding the genetic basis of repeated emergence and optimization of a metabolic pathway. In exploring the molecular basis of the convergent evolution of high DODA activity, I expect to address many central questions in evolutionary biology, including the respective roles of parallel evolution, epistasis, adaptive constraint, and contingency, in the evolution of molecular complexity.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
CB2 1TN Cambridge
Royaume-Uni