Opis projektu
Rozwiązanie zagadki wiązania węgla na dawnej Ziemi
Wczesna atmosfera ziemska, nasycona CO2 w epoce archaiku, zapoczątkowała ewolucję życia drobnoustrojów poprzez autotroficzne wiązanie węgla. Jednak współczesne środowiska o niższych poziomach CO2 powodują zatarcie dawnych szlaków metabolicznych niezbędne wczesnym organizmom żywym. Mając to na uwadze, zespół finansowanego przez ERBN projektu Archean Park wyrusza na poszukiwanie podpowierzchniowych ekosystemów bogatych w CO2. Badając te relikty w warunkach obfitości CO2, naukowcy chcą zgromadzić ważne informacje biochemiczne o dalekosiężnych implikacjach. Inicjatywa ta powinna odmienić sektora biotechnologiczny i geotechniczny, oferując rozwiązania od zaawansowanej produkcji biomasy po składowanie dwutlenku węgla. Projekt Archean Park przynosi więc interesujące wnioski dotyczące przeszłości, przyczyniając się jednocześnie do kształtowania przyszłości ewolucji drobnoustrojów i obiegu węgla na Ziemi.
Cel
The biological conversion of inorganic to organic carbon, autotrophic CO2 fixation, is arguably the most important biosynthetic process on Earth. Having been established early in the Archean Eon, a period characterized by an atmosphere rich in CO2, this metabolism helped spark and fuel the evolution of early microbial life. Mounting evidence suggests that exceedingly high levels of CO2 select for energetically efficient CO2 fixation pathways, immensely affecting carbon cycling. We hypothesize that CO2-rich subsurface ecosystems still harbor microbes that prefer or even require extremely high CO2 concentrations; we refer to these microbes as carbodioxyphiles. Accordingly, elevated CO2 levels would impact the thermodynamics of the microbial central carbon metabolism, enhancing autotrophy and hindering remineralization of organic matter by heterotrophs. To this end, we will study microbial life in CO2-rich subsurface environments and elucidate ancient metabolic pathways rendered obsolete by the CO2 levels of most modern environments. Each of the research team’s members has contributed to prior breakthroughs in novel autotrophic pathways, environmental genomics, metabolomics, and/or the biogeochemistry of deep subsurface environments. Establishing optimal synergy in this wealth of expertise and experience, we will describe novel modes of microbial carbon fixation in CO2-rich settings and elucidate the importance of carbodioxyphily for microbial evolution. Archean Park will provide a unique window through which to study a new mode of cellular biochemistry, the relicts of primordial carbon fixation, and Earth’s earliest carbon cycle. We will comprehensively characterize the metabolic mechanisms exploited by microbes to achieve evolutionary dominion in these relict environments. Our findings will stimulate biotechnological and geotechnical innovations ranging from enhanced autotrophic biomass production to improved carbon sequestration and storage.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy GrantsInstytucja przyjmująca
48149 MUENSTER
Niemcy