Descrizione del progetto
È possibile che le diatomee facciano affondare il carbonio glicanico nell’oceano?
Le microalghe marine e i batteri formano un ciclo del carbonio. Le alghe convertono la CO2 in polimeri di zucchero e glicani attraverso la fotosintesi. I batteri digeriscono i glicani e rilasciano il carbonio contenuto nella CO2 nell’atmosfera. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto C-Quest si concentrerà sulle microalghe diatomee che convertono quantità sostanziali di CO2 in glicani. Il team verificherà l’ipotesi che alcuni glicani non vengano digeriti dai batteri, consentendo il contenimento della CO2 nell’oceano. La diversità strutturale dei glicani crea una barriera analitica che rimane una grande sfida da superare. A questo scopo, il team utilizzerà enzimi altamente specifici e altri strumenti bioanalitici in grado di identificare e quantificare i glicani algali. Il conteggio biologico dei glicani mostrerà quanto carbonio viene riciclato o sequestrato nell’oceano.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
28359 Bremen
Germania