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Photoinhibition: Nature of the process and Influence on primary productivity Across Scales

Projektbeschreibung

Die Photoinhibition bei photosynthetischen Mikroorganismen beschreiben

Photosynthetische Mikroorganismen sind für die Fixierung von Kohlendioxid von entscheidender Bedeutung; Sonnenlicht stellt jedoch eine Herausforderung dar, da ihr Photosyntheseapparat durch Photoinhibition beschädigt werden kann. Viele Aspekte der Photoinhibition sind nach wie vor ungelöst, darunter der spezifische Ort und die molekulare Natur der Schädigung innerhalb des Photosystem-II-Komplexes (PSII), die verschiedenen Arten der Schädigung in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen und die Rolle von Häm b559 nahe dem PSII-Reaktionszentrum. Das Ziel des ERC-finanzierten Projekts PHOTONICS lautet, Photoinhibitions- und Photoprotektionsstrategien bei photosynthetischen Mikroorganismen mithilfe innovativer In-vivo-Methoden und modernster Strukturbiologie zu beschreiben. Das Projektteam wird verschiedene Komplexitätsskalen überbrücken, um kritische Lücken in unserem Verständnis von PSII-Funktion und -Schädigung zu schließen, und einen methodischen Entwurf zur Bewertung der Photoinhibition in situ und zur Modellierung der Photosyntheseproduktivität unter schwankenden Bedingungen liefern.

Ziel

Photosynthetic microbes contribute over 50% of carbon fixation on Earth. Inhabiting extremely diverse environments, they always have to cope with a friend that is simultaneously their enemy: sunlight. Photon energy is necessary for photosynthesis, but it continuously damages the photosynthetic apparatus, primarily the first enzyme in oxygenic photosynthesis Photosystem II (PSII) in the process of photoinhibition. Upon photodamage, PSII becomes irreversibly inactivated, unable to do electron transfer, and requires costly repair involving protein translation. Photoinhibition represents a major limiting factor to terrestrial and aquatic photosynthesis. Despite decades of research on PSII and photoinhibition, many key aspects of photoinhibition remain unresolved, among them: -the site within the PSII complex where the photoinhibitory damage takes place, as well as its molecular nature -partitioning of the known different types of damage, dependent on the environment and conditions -the role of the mysterious haem b559, conserved in phototrophs close to PSII reaction centre and transferring electrons, long speculated to play a role in photoprotection but with no convincing role assigned to date In PHOTONICS, I aim to focus on these issues to provide a thorough description of photoinhibition and photoprotection strategies in photosynthetic microbes. I will use a combination of novel in vivo methods, taking advantage of the most recent developments in time-resolved fluorescence- and absorption spectroscopies. These will be combined with genetics and state-of-the-art structural biology. It is the integrative nature of PHOTONICS, bridging different scales of complexity in a hypothesis-driven manner, that will allow to finally resolve the critical missing pieces of PSII function and damage. Finally, it will provide a methodological blueprint for assessment of photoinhibition in situ, and aid modelling of photosynthetic productivity under fluctuating conditions.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG

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

Gastgebende Einrichtung

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag
€ 1 498 315,00
Adresse
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Frankreich
Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 1 498 315,00

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