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Flux Race Investigation for Dissection Of Metabolic-bottlenecks: Leveraging the tremendous potential of algal metabolic diversity

Descrizione del progetto

Sfruttare la diversità metabolica delle alghe per studiare i colli di bottiglia metabolici

Secondo le previsioni, entro il 2050 la popolazione mondiale raggiungerà i 9,7 miliardi di persone, e soddisfare la crescente domanda di cibo garantendo al contempo la sostenibilità ambientale è importante. Il progetto FRIDOM, finanziato dall’UE, è motivato dalla necessità di aumentare in modo sostenibile la produzione alimentare del 70 %. In questo contesto, identificherà i colli di bottiglia metabolici nelle cellule fotosintetiche utilizzando approcci sperimentali e computazionali all’avanguardia. Le vie legate alla fotosintesi sono considerate un obiettivo promettente per il miglioramento delle colture al fine di aumentare la resa agricola. Sebbene gli studi abbiano dimostrato che l’efficienza fotosintetica delle microalghe è superiore a quella della maggior parte delle altre piante, le ragioni di fondo non sono chiare. Le conoscenze acquisite dal progetto FRIDOM contribuiranno ad affrontare la sfida di nutrire una popolazione in crescita in modo sostenibile.

Obiettivo

A ~70% increase in food production is required to feed the world population by 2050, putting increased productivity on a collision course with environmental and sustainability goals. Aiming to meet this growing demand, photosynthesis-related pathways are regarded as a promising target for crop improvement to increase agricultural yield, however, they remain mostly unexploited. Furthermore, while empirical studies have shown that photosynthetic efficiency is higher in microalgae than in both C3 or C4 crops, the underlying reasons remain unclear. Identifying metabolic bottlenecks in photosynthetic cells remains a holy grail of plant research. However, with recent progress made in cross-kingdom plant flux analyses, the time is ripe to tackle photosynthetic metabolism with state-of-the-art experimental and computational approaches as a target for plant yield improvement.
In this project, I propose to address the following key questions: (1) What role is played by photosynthetic metabolism in setting the upper limits for growth of photosynthetic cells? and in this respect, (2) What makes some photosynthetic cells grow faster than others? We will combine cutting-edge tools for comparative flux analyses with genetic approaches applied on algae and higher-plants to identify and validate metabolic bottlenecks for plant growth as targets for crop yield improvement. These research aims fall well within my unique set of expertise. Ive characterized the metabolism of the fastest growing photosynthetic cells, and mapped the metabolic networks of algae compared with C3 and C4 plant models, using a novel microfluidics setup which I developed, facilitating non-stationary stable isotope analysis at steady state conditions in liquid algal cultures. Successful outcome of this project will shed light on the magnitude of photosynthetic metabolism effects on plant growth and help reshape the field of targeting photosynthetic-related pathways for crop-plant yield improvements.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

RHEINLAND-PFALZISCHE TECHNISCHE UNIVERSITAT
Contributo netto dell'UE
€ 1 849 843,75
Indirizzo
GOTTLIEB DAIMLER STRASSE
67663 Kaiserslautern
Germania
Regione
Rheinland-Pfalz Rheinhessen-Pfalz Kaiserslautern, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 849 843,75

Beneficiari (2)