Descrizione del progetto
Meccanismo di sopravvivenza della vita al di sotto del punto di congelamento dell’acqua
I ricercatori ritengono che la vita sia associata all’acqua liquida. Tuttavia, il limite minimo per mantenere le attività metaboliche dei batteri è di -20 °C nel permafrost. La nostra conoscenza del meccanismo di sopravvivenza al di sotto del punto di congelamento dell’acqua rimane limitata. L’acqua intracellulare allo stato liquido funge da mezzo di soluzione e svolge un ruolo critico nei processi biologici. Pertanto, comprendere lo stato fisico dell’acqua intracellulare a temperature inferiori allo zero risulta fondamentale. Il progetto ArtWater, finanziato dall’UE, utilizzerà compartimenti sintetici come sistema modello per studiare lo stato fisico dell’acqua compartimentata a temperature inferiori allo zero. Il progetto fornirà inoltre una nuova piattaforma per processi bioingegneristici regolabili, quali la crioconservazione e la crioenzimologia e farà luce sull’astrobiologia.
Obiettivo
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.
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 chimichechimica analiticacalorimetria
- scienze naturaliscienze fisicheotticaspettroscopia
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
3584 CS Utrecht
Paesi Bassi