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Physiological and evolutionary responses of cyanobacteria in a sustainable Mars exploration program

Descrizione del progetto

Microrganismi speciali per la sostenibilità dell’esplorazione di Marte

Le agenzie spaziali di tutto il mondo si stanno preparando a inviare esseri umani su Marte nei prossimi decenni, dando vita a una presenza umana che potrebbe contribuire ad accelerare la comprensione dell’universo a un ritmo senza precedenti. Una sfida importante in tal senso è quella di produrre le risorse necessarie su questo pianeta, come il cibo e l’ossigeno, poiché il trasporto dalla Terra non è fattibile a lungo termine; esse, invece, dovrebbero essere prodotte in loco. I cianobatteri delle Nostocaceae potrebbero aiutare in questa direzione, utilizzando i materiali marziani per creare le risorse necessarie. Il progetto MarCyano, finanziato dal CER, cercherà di comprendere le modalità di funzionamento di questi batteri nelle condizioni marziane e di utilizzare tecnologie avanzate per sviluppare bioprocessi sostenibili, offrendo risultati che potrebbero contribuire a rivoluzionare l’esplorazione di Marte e ad aprire nuove strade per la sostenibilità sulla Terra.

Obiettivo

The worlds major space agencies share a goal of sending humans to Mars within the next few decades. A sustainable human presence there, akin to todays presence in Antarctica, could generate paradigm-shifting knowledge at an unprecedented pace. One major challenge lies in providing the food, oxygen and other necessary consumables: these cannot be shipped from the Earth over the long term. They should instead be produced on site and for this, Nostocaceae cyanobacteria can be instrumental: fed with materials available in the Martian ground and atmosphere, they could provide feedstock for a range of bioprocesses which, in turn, could produce a wide range of consumables. However, fundamental knowledge is lacking to turn this concept into practical solutions: the physiology of cyanobacteria in the foreseen cultivation conditions is poorly understood. These conditions combine low total pressures, low partial pressures of dinitrogen, interactions with a basaltic substrate from which nutrients are leached, and high concentrations of chaotropic salts.
In the proposed project, I will enable a deep understanding of cyanobacterial physiology in these conditions. For this I will employ a unique approach combining cultivation assays in unique hardware previously developed by my team, adaptive laboratory evolution, cutting-edge omics technologies, the development of a mathematical model which can predict the productivity and efficiency of cyanobacterium cultivation from Martian resources, and the construction of a testbed for the experimental validation of this model. I will use the generated knowledge and tools to design, characterize and demonstrate the viability of bioprocesses which dramatically improve the odds that Mars exploration is done in a sustainable way. Finally, I will adapt the concepts developed for bioproduction on Mars to open new avenues for sustainability on Earth, which I plan to follow up by applying for an ERC Proof of Concept Grant.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITAET BREMEN
Contributo netto dell'UE
€ 1 563 750,00
Indirizzo
Bibliothekstrasse 1
28359 Bremen
Germania
Regione
Bremen Bremen Bremen, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 563 750,00

Beneficiari (1)