Opis projektu
Skład i funkcja mikroflory na poziomie pojedynczego gatunku
W jaki sposób można stworzyć społeczność mikroorganizmów spośród gatunków kandydujących, tak by była najlepiej dobrana pod względem oczekiwanej funkcji? Jest to kluczowe pytanie, które nurtuje specjalistów w dziedzinie ekologii syntetycznych mikroorganizmów, a które jest podstawą projektowania wielogatunkowych konsorcjów drobnoustrojów w biotechnologii. Niestety, metody empiryczne są niepraktyczne ze względu na ogromną liczbę możliwych kombinacji. Dlatego też zespół finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu ECOPROSPECTOR zamierza połączyć koncepcje z dziedziny ewolucyjnej biologii systemów i krajobrazów dopasowania, aby poddać analizie skład i funkcje społeczności na poziomie pojedynczego gatunku. Korzystając z prostego modelu matematycznego, zespół określi ilościowo, w jaki sposób dodanie danego gatunku wpływa na funkcjonowanie całej społeczności. Przedmiotem badania będzie modelowy system 100 bakterii glebowych rozkładających skrobię, na podstawie którego uczeni będą mapować zależności między składem społeczności a optymalizacją hydrolizy skrobi.
Cel
Given a list of candidate species, which community should one form to optimize a target function? Answering this fundamental ecological question is particularly urgent in the emerging field of synthetic microbial ecology, where it would dramatically improve our ability to design multi-species consortia for biotechnological applications. An empirical solution is out of reach, due to the astronomical number of possibilities: one could form ~1E30 possible assemblages from just 100 species. To provide a solution, ECOPROSPECTOR will borrow state-of-the-art ideas from Evolutionary Systems Biology and the theory of Fitness Landscapes, where similarly vast combinatorial spaces must be explored to find optimal sequences (peaks) in a genotype-phenotype map. This will result in a new and groundbreaking theoretical paradigm to map community composition and function in large communities at the single-species level.
My proposal is motivated by exciting preliminary results revealing an ecological parallel to the emerging evolutionary concept of global epistasis: the functional effect of adding a species to a community can be predicted by a simple mathematical relationship. I will start by characterizing these relationships in a model empirical system consisting of 100 starch-degrading soil bacteria. I will then use machine learning to reconstruct and navigate the full combinatorial landscape between community composition and function, in search of communities that optimize the rate of starch hydrolysis. Through genetic and environmental manipulations and mathematical modeling, I will then mechanistically explain the emergence of those predictive equations and causally link them with species traits. Besides solving a problem of critical practical importance, the theoretical paradigm emerging from this work will unify quantitative research in ecology and evolution, providing unique opportunities for cross-pollination across fields.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Więcej informacji: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Więcej informacji: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc
- nauki przyrodniczenauki biologicznemikrobiologiabakteriologia
- nauki przyrodniczenauki biologiczneekologia
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Przepraszamy… podczas wykonywania operacji wystąpił nieoczekiwany błąd.
Wymagane uwierzytelnienie. Powodem może być wygaśnięcie sesji.
Dziękujemy za przesłanie opinii. Wkrótce otrzymasz wiadomość e-mail z potwierdzeniem zgłoszenia. W przypadku wybrania opcji otrzymywania powiadomień o statusie zgłoszenia, skontaktujemy się również gdy status ulegnie zmianie.
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2022-COG
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSystem finansowania
HORIZON-ERC -Instytucja przyjmująca
28006 Madrid
Hiszpania