Descrizione del progetto
Un enzima sensibile al calore per garantire la sicurezza alimentare
La fissazione della CO2 nella fotosintesi è principalmente vincolata a un enzima, la Rubisco (ribulosio-1,5-bifosfato carbossilasi-ossigenasi), che è ostacolato da varie inefficienze, tra cui l’inibizione dei suoi siti attivi da parte di derivati dello zucchero-fosfato. Ciò comporta una riduzione della produttività delle colture e dell’efficienza nell’uso delle risorse. In un periodo in cui i cambiamenti climatici stanno già incidendo sulla produttività delle colture riducendo la fissazione della CO2 nella fotosintesi, le preoccupazioni legate alla sicurezza alimentare globale sono in aumento. Il progetto ScreenRca, finanziato dall’UE, si avvarrà dell’enzima Rubisco attivasi (Rca), un enzima sensibile al calore di cruciale importanza che determina l’efficienza della fissazione della CO2 da parte della Rubisco, in qualità di bersaglio promettente per lo sviluppo di colture produttive ed efficienti in termini di uso delle risorse per il futuro clima soggetto al riscaldamento globale. In particolare, ScreenRca individuerà e caratterizzerà Rca termostabili e a rapida attivazione della Rubisco in graminacee adattate al calore.
Obiettivo
The future warm climate is predicted to reduce crop productivity by decreasing the CO2 fixation in photosynthesis, which is a concern for global food security. CO2 fixation in photosynthesis is mainly constrained by an enzyme, Rubisco. Rubisco has several inefficiencies, including inhibition of its active sites by sugar-phosphate derivatives. Rubisco inhabitation reduces photosynthetic CO2 fixation and, hence, crop productivity and resource-use efficiency. The removal of such inhibitors to restore rubisco activity needs interaction with enzyme rubisco activase (Rca). Rca is a crucial heat-sensitive enzyme determining the efficiency of CO2 fixation by Rubisco and, hence, crop productivity and resource-use efficiency. Consequently, Rca is a promising target to develop productive and resource-use efficient crops for the future warm climate. The limited evidence suggests that exploitable diversity in the speed of rubisco activation and heat stability of Rca exists in nature. However, this diversity is largely unexplored, thus hindering our efforts to use Rca in crop improvement. To fill this gap, ScreenRca will identify and characterize fast Rubisco activating and heat-stable Rca in warm adapted C4 grasses - grasses with C4 type of photosynthesis. Specifically, ScreenRca will use diverse accessions of C4 model grass Setaria viridis and C4 model crop Sorghum bicolor adapted to a range of temperature gradients. These C4 accessions will be exposed to short- and long-term warm environments to identify novel, fast Rubisco activating and heat-stable Rcas using an intradisciplinary approach melding physiology, biochemistry, molecular biology, and synthetic biology. Further, these novel Rcas will be characterized to uncover underlying mechanisms responsible for the efficiency in rubisco activation and heat-stability. These novel Rcas will have utility to develop climate-resilient, productive, and resource-use efficient crops.
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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Parole chiave
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
40225 Dusseldorf
Germania