Descrizione del progetto
Piattaforme batteriche ingegnerizzate sintetizzano il glicolato direttamente dal RuBisCo
L’enzima ribulosio-1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi (RuBisCo), utilizzato da batteri, alghe e piante terrestri per convertire la CO2 atmosferica in composti organici, è l’enzima più abbondante della Terra. Malgrado la sua importanza critica, la fissazione del carbonio da parte di RuBisCo non è del tutto efficiente, e spesso genera un precursore di glicolato come prodotto secondario. Il glicolato è una sostanza chimica versatile che può servire come substrato per altri prodotti a più alto valore aggiunto. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto ROAD sfrutterà l’inefficienza del RuBisCo, modificandolo e aumentandolo per consentire una nuova bioraffineria microbica per la produzione di glicolato direttamente dalla CO2, utilizzando piattaforme batteriche ingegnerizzate.
Obiettivo
Establishing a bio-based economy requires the development of novel biorefineries, where bacterial cell factories are employed for producing added-value compounds from cheap, renewable substrates. CO2 is the ideal feedstock, being the most abundant and virtually unlimited carbon-source on Earth. Novel, highly promising biorefineries aim to utilize genetically engineered bacteria to convert renewable energies and atmospheric CO2 into fuels and chemicals. The enzyme Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) is the main responsible of CO2 fixation in the biosphere via the Calvin-Benson-Bassham cycle. Despite its wide distribution in the tree of Life, Rubisco is a rather inaccurate enzyme, presenting a tendency to perform an oxygenation side-reaction which results in the formation of 2-phosphoglycolate (2PG). While re-assimilation of 2PG in central metabolism results in net CO2 loss, it can serve as a precursor of glycolate, an attractive, versatile platform chemical. Here, I propose to exploit the sloppiness of Rubisco to implement a novel biorefinery for glycolate production from CO2. Ultimately, I aim to demonstrate feasible microbial synthesis glycolate, where engineered bacterial platforms synthesize this molecule directly from CO2 (as carbon source) and renewable H2 or formate (as energy source). This overarching goal will be pursued through three different, complementary objectives, including: in vivo screening of new, recently described Rubisco isoforms via ad hoc designed 'selection strain'; in vivo directed evolution of the best performing Rubisco isoforms for improving the inherent oxygenation activity; engineering of natural (Cupriavidus necator) and synthetic (Escherichia coli) bacteria autotrophs as cell factories for this process, which will be tested in gas-controlled lab-scale reactors. Eventually, such a novel biorefinery concept will open unprecedented possibilities for the use of CO2 as feedstock for a true biobased economy.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze biologichemicrobiologiabatteriologia
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Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinatore
2800 Kongens Lyngby
Danimarca