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Modelling the chemiosmotic mode of ATP synthesis in protocells

Obiettivo

All modern organisms feature chemiosmosis (ion-motive-force driven processes, including membrane transport and ATP production), and therefore the Last Common Universal Ancestor (LUCA) is believed to be chemiosmotic; although contradictorily. As for chemiosmosis to happen, cells utilise membranes relatively impermeable to the coupling ion (H+ or Na+). It has previously been shown that, theoretically, LUCA could drive chemiosmosis using a geo-chemical H+-gradient but only if it had a leaky membrane. However, a leaky membrane rapidly achieves electrochemical equilibrium offsetting the
H+ influx. For the H+ influx, and therefore chemiosmosis, to continue, the membrane needs a system to pump H+.

Paradoxically, pumping H+ across a leaky membrane is futile. A potential solution has previously been hypothesised in the form of membranes leaky to H+ that harboured: an ATP-synthase coupled to both H+ and Na+, and an antiporter that pumps out Na+ for incoming H+. Such a Na+/H+ antiporter could convert the geochemical H+ gradient into a Na+-gradient. It would be advantageous to do so as a Na+-gradient could be better sustained by the LUCA membrane and could drive ATP production via the promiscuous ATP-synthase. My project aims at obtaining empiricalmvalidation for this hypothesis. To do so, a promiscuous ATP-synthase will be co-reconstituted, alongside a Na+/H+ antiporter, into fatty-acid-containing hybrid liposomes (made from fatty acids and other amphiphilic (phospho)lipids). Ion-gradients will be imposed on the liposomes by pH-jump or
decarboxylase-catalysed alkalisation methods to test whether the system could: a) convert the H+-gradient into a Na+-gradient via the Na+/H+ antiporter, and b) use the Na+- gradient to drive ATP production via the promiscuous ATP-synthase. This study is critical to understand the evolution of chemiosmotic systems and will have implications in evolutionary and synthetic biology as well as astrobiology.

Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

RIJKSUNIVERSITEIT GRONINGEN
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 187 624,32
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

Nessun dato
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