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The possibility of artificial life at subzero temperatures: the role of water in cell-mimicking compartments

Projektbeschreibung

Überlebensmechanismus von Leben unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser

Forschende glauben, dass Leben mit flüssigem Wasser verbunden ist. Die unterste Grenze für die Aufrechterhaltung der Stoffwechselaktivitäten von Bakterien liegt jedoch bei -20 °C im Permafrost. Unser Wissen über die Überlebensmechanismen des Lebens unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser ist nach wie vor begrenzt. Intrazelluläres flüssiges Wasser dient als Lösungsmedium und nimmt eine entscheidende Rolle bei biologischen Prozessen ein. Das Verständnis des physikalischen Zustands von intrazellulärem Wasser bei Temperaturen unter Null ist daher ausschlaggebend. Im EU-finanzierten Projekt ArtWater werden synthetische Kompartimente als Modellsystem eingesetzt, um den physikalischen Zustand von Wasser in Kompartimenten bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu untersuchen. Das Projekt wird außerdem eine neue Plattform für abstimmbare biotechnologische Prozesse wie Kryokonservierung und Kryoenzymologie bieten und die Astrobiologie näher beleuchten.

Ziel

In the last few decades, researchers have come to believe that where there is liquid water, there is life, regardless of the physical conditions of the surroundings. Indeed, living organisms have been discovered in environments with extreme temperatures, radiation, or high salinity. In terms of temperature, the lowest limit to sustain the metabolic activities of bacteria is reported to be -20 ºC in permafrost. Yet, the survival mechanism of life below the freezing point of water is still not fully understood, though it has important implications for origin of life studies and the search for life in the universe.
The prerequisite of life at subzero temperatures is the existence of liquid water. Intracellular liquid water not only serves as solution medium, but also plays a crucial role in biological processes such as metabolisms in cells. Therefore, understanding the physical state of intracellular water at subzero temperatures is important.
In ArtWater, we will employ synthetic compartments as model system to investigate the physical state of compartmentalized water at subzero temperatures. The project will be conducted through a bottom-up approach: from pure water in compartments to crowded compartmentalized solutions that mimic cytoplasm in natural cells. The crystallization, diffusion, and dynamics of water will be studied by differential scanning calorimetry, nuclear magnetic resonance, and broadband dielectric spectroscopy, respectively. Several types of state-of-the-art synthetic compartments will be employed including polymersomes, liposomes, and complex coacervates. Furthermore, we will develop artificial cells equipped with liquid water enabling biological activities at subzero temperatures. The ArtWater project will not only open the window for understanding the survival mechanisms at extremely low temperatures but also provide a new platform for tunable bioengineering processes such as cryopreservation and cryo-enzymology and shed light to astrobiology.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITEIT UTRECHT
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 749 375,00
Adresse
HEIDELBERGLAAN 8
3584 CS Utrecht
Niederlande

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Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 749 375,00

Begünstigte (1)

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