Opis projektu
Czy okrzemki zatapiają glikanowy węgiel w oceanie?
Morskie mikroalgi i bakterie tworzą cykl węglowy. Algi w procesie fotosyntezy przekształcają CO2 w polimery glikanowe, zaś bakterie trawią takie polisacharydy i uwalniają zawarty w nich węgiel w formie CO2 ponownie do atmosfery. Zespół projektu C-Quest finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych skupi się na mikroalgach okrzemkowych, które przekształcają znaczne ilości CO2 w glikany. Naukowcy przetestują hipotezę zakładającą, że pewne glikany nie są trawione przez bakterie, co umożliwia zatrzymanie CO2 w oceanie. Różnorodność strukturalna glikanów stwarza jednak przeszkodę analityczną, która pozostaje wielkim wyzwaniem do pokonania. Aby przebić się przez tę barierę, zespół użyje wysoce specyficznych enzymów i innych narzędzi bioanalitycznych, które pozwolą na identyfikację i kwantyfikację glikanów algowych. Biologiczne liczenie glikanów pokaże zaś, jaka ilość węgla trafia do obiegu lub jest sekwestrowana w oceanie.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
28359 Bremen
Niemcy