Projektbeschreibung
Binden Kieselalgen CO2 als Glykane im Ozean?
Marine Mikroalgen und Bakterien bilden einen Kohlenstoffkreislauf. Algen wandeln CO2 über die Photosynthese in Glykan-Zuckerpolymere um. Bakterien verdauen Glykane und geben den enthaltenen Kohlenstoff als CO2 wieder an die Atmosphäre ab. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt C-Quest wird sich auf Kieselalgen konzentrieren, die erhebliche Mengen CO2 in Glykane umwandeln. Das Team wird die Hypothese prüfen, dass bestimmte Glykane von Bakterien nicht verdaut werden, wodurch die CO2-Bindung im Ozean begünstigt wird. Die strukturelle Vielfalt der Glykane sorgt für eine analytische Barriere, deren Überwindung eine große Herausforderung darstellt. Das Team wird für einen Durchbruch hochspezifische Enzyme und andere bioanalytische Instrumente einsetzen, mit denen Algenglykane bestimmt und quantifiziert werden können. Die biologische Zählung der Glykane wird zeigen, wie viel CO2 im Ozean zirkuliert oder gebunden wird.
Ziel
The scientific frontier project C-Quest will study algal sugar polymers - glycans - in the ocean to resolve their contribution to global carbon cycling and sequestration. C-Quest will explore the hypothesis that marine diatoms, which fix similar amounts of carbon as tropical forests on a global scale, secrete glycan types that are stable, meaning harder to degrade for bacteria than other substrates. This stability results in glyco-carbon sequestration removing the greenhouse gas carbon dioxide from the atmosphere. C-Quest will identify and quantify glycan structural types in seawater, where salt, low glycan concentration and their high molecular diversity challenge classic analytical techniques. With two articles in PNAS (2020) and Nature Communications (2021), implementing bioanalytical strategies to measure glycans in the ocean, we broke through the glyco-carbon challenge setting the stage for testing the glyco-carbon sequestration hypothesis. In the test tube, my team will reveal marine bacterial enzymatic degradation pathways that degrade diatom glycans. Our characterized enzymes will become analytical tools to identify and quantify these glycans across the ocean. In different oceanic regions, we will quantify glycan production during algal blooms, glycan export in sinking particles and glycan burial in sediments to pinpoint the types that have a high potential to sequester carbon. The outcome will be knowledge of glycan contribution to carbon sequestration shedding light into what remains a black box of the global carbon cycle to this day. C-Quest will discover enzymes new to science, explore the potential of glycans for carbon sequestration and reveal molecular principles that govern carbon sequestration in and beyond the ocean.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
28359 Bremen
Deutschland