Descrizione del progetto
Un’analisi approfondita dei microrganismi che producono metano
I cambiamenti climatici rappresentano un problema la cui risoluzione è urgente; in tal ambito, la comprensione delle fonti di gas a effetto serra è fondamentale. Tra di esse, gli archei metanogeni (minuscoli microrganismi che producono metano) svolgono un ruolo significativo e, sebbene sia noto che contribuiscano alle emissioni di metano, una gran parte dei loro processi metabolici è tuttora poco chiara. Alla luce di tali premesse, il progetto ARCHAEBOLIC, finanziato dal CER, si prefigge di scoprire le capacità nascoste di questi archei. Recenti ricerche hanno identificato nuovi modi in cui tali microrganismi sono in grado di convertire il legno e altri composti metilati in metano e CO2. Il progetto si concentrerà sulla caratterizzazione di questi nuovi enzimi, sull’esplorazione della fisiologia degli archei e sulla valutazione del loro impatto sull’ambiente, cercando in tal modo di migliorare la nostra comprensione in merito a questi organismi e al contributo da essi apportato dalle emissioni di gas serra.
Obiettivo
Archaea are remarkable microorganisms that form next to bacteria and eukaryotes one of the three domains of life and have shaped Earth’s biogeochemistry and climate for billions of years. These microorganisms are the main producers of the greenhouse gas methane. Especially in view of climate change, it is crucial to understand all factors impacting greenhouse gas emissions. Methanogenic archaea are at the center of my research. Recent breakthroughs in this field have been driven by the discovery of many new archaeal lineages via (meta)genomic sequencing. However, physiological characterization and isolation attempts of archaea lag far behind and the evolution of methanogenic archaea is still heavily debated. Now is the right time to investigate the still underexplored metabolic capabilities of (methanogenic) archaea, their impact on greenhouse gas emissions and to enrich novel archaea.
I recently discovered a metabolic pathway enabling archaea to produce methane and/or CO2 from wood components and, in silico, from prevalent methylated compounds such as chloromethane. The novel enzyme systems involved are widespread and new metabolic pathways involving a variety of methylated substrates can be predicted, suggesting an important role of archaea in anaerobic conversions of lignin and various methylated compounds to methane and/or CO2.
Therefore, I aim to (i) characterize these novel enzyme systems biochemically and in regard to their evolution, (ii) study the physiology of the archaea using these systems and (iii) evaluate the role of these archaea in the environment and for methane and CO2 emissions.
This proposal has the potential to revolutionize our view on the metabolic versatility of archaea by unraveling novel mechanisms of methane and CO2 production in a ground-breaking manner. Identifying new archaeal substrates involved in methane and CO2 production enables us to assess the impact of these conversions on the environment and global methane and CO2 budgets.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze chimichechimica organicacomposti alifatici
- scienze naturaliscienze della terra e scienze ambientali connessescienze dell'atmosferaclimatologiacambiamenti climatici
- scienze naturaliscienze biologichebiochimicabiomolecoleproteineenzimi
- scienze naturaliscienze della terra e scienze ambientali connessegeochimicabiogeochimica
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Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
35037 Marburg
Germania