Projektbeschreibung
Proteomische Charakterisierung endosymbiotischer Chloroplasten in eukaryotischen Algen
Die Fotosynthese im Meer wird von Cyanobakterien und eukaryotischen Algen betrieben. Diese eukaryotischen Algen entstehen durch die endosymbiotische Aufnahme von Chloroplasten. Viele der bekanntesten marinen Algengruppen besitzen Chloroplasten, die aus der sekundären oder höheren endosymbiotischen Aufnahme von eukaryotischen Rotalgen stammen. Das EU-finanzierte Programm ChloroMosaic zielt darauf ab, die Grundlagen der Evolution und der zukünftigen planetaren Ökologie zu verstehen und den Erfolg der sekundären roten Chloroplasten im modernen Ozean zu erklären. Die sekundären roten Chloroplasten sind evolutionäre Mosaike und werden von Proteinen des Symbionten unterstützt, die im Zellkern kodiert sind. ChloroMosaic wird eine proteomische Analyse der Chloroplasten von Dinoflagellaten durchführen, um Proteine zu ermitteln, die den dominanten Beitrag der sekundären roten Chloroplasten zur Meeresproduktion bestimmen und potenzielle Biomarker für die Widerstandsfähigkeit von Algengemeinschaften gegenüber dem anthropogenen Klimawandel abgrenzen können.
Ziel
"Photosynthesis in the ocean is as significant as that of land plants, and is performed by a wide range of cyanobacteria and eukaryotic algae, the most abundant of which have originated through the secondary endosymbioses of red algae. Previously, I have shown that these ""secondary red chloroplasts"" are evolutionary mosaics, supported by nucleus-encoded proteins of symbiont, host and horizontally acquired origin; and that the most successful of these groups (diatoms, haptophytes and dinoflagellates) are connected to one another via chloroplast endosymbioses.
My research programme will answer a question of fundamental importance to the evolutionary history, and future ecology of the planet: why is the secondary red chloroplast so successful in the modern ocean? I will perform next-generation proteomic (LOPIT) characterisation of the dinoflagellate chloroplast, whose composition remains unknown; phylogenomic and spatial reconstruction of the pan-secondary red chloroplast proteome, using environmental sequence data from the Tara Oceans expedition; and phenotyping of proteins via CRISPR/Cas9 mutagenesis in the model diatom Phaeodactylum. I will focus on defining the proteins that underpin the dominant contributions of secondary red chloroplasts to marine primary production; and their unique success in high oceanic latitudes.
Thus far, I have characterised a mitochondria-associated transporter that facilitates photo-acclimation in secondary red chloroplasts under Fe limitation; and a complete glycolytic pathway that regulates diatom chloroplast metabolism in polar oceans. The phylogenetically-grounded insights from this project will connect a defining event in eukaryotic evolution, the endosymbiotic evolution of chloroplasts, to the functional biology of marine ecosystems; identify new proteins for optimising photosynthetic production in cultivable species; and define new biomarkers for the resilience of algal communities to anthropogenic climate change.
"
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG
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