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A new framework to interrogate molecular mechanisms mediating antagonistic diatom-bacteria interactions

Descrizione del progetto

Dal laboratorio al mare: definizione dei meccanismi che modellano le interazioni antagoniste tra diatomee e batteri

Il fitoplancton costituisce la base della rete alimentare marina, svolgendo un ruolo fondamentale nel ciclo del carbonio e nel sostegno delle catene alimentari acquatiche. Tuttavia, le loro interazioni con i batteri, compresi i patogeni, restano poco note. Il progetto DIACIDAL, finanziato dal CER, si propone di studiare queste interazioni microscopiche, con particolare attenzione alle diatomee, tra i tipi di fitoplancton più produttivi sulla Terra. Il progetto utilizzerà metodi molecolari all’avanguardia, biosensori e imaging ad alte prestazioni, abbinati al campionamento ambientale. In questo modo, DIACIDAL intende comprendere meglio l’uccisione batterica e i meccanismi di difesa delle diatomee che modellano queste interazioni, nonché il modo in cui influenzano le dinamiche della fioritura e la salute dell’ecosistema. Si prevede che il progetto porterà a nuove applicazioni biotecnologiche, ad esempio nuovi composti antimicrobici e anti-incrostazioni con utilizzi pratici.

Obiettivo

Interactions between phytoplankton and bacteria play key roles in mediating carbon and nutrient fluxes in the oceans, yet the mechanistic basis and environmental impacts of such interactions are poorly understood. DIACIDAL addresses crucial unknowns in our understanding of the interactions of one of the most globally abundant phytoplankton, the diatoms, and their bacterial pathogens. This proposal builds on my teams recent advances developing an innovative sampling pipeline to isolate environmentally relevant bacterial pathogens of diatoms. This work suggests that bacterial pathogenicity towards diatoms is more prevalent than recognised previously. Moreover, we have important new evidence that diatoms can sense bacterial pathogens to evade their attack. Our new framework will be coupled with cutting-edge molecular tools that I have pioneered to study diatom signalling, including biosensors to track real-time signalling responses in single diatom cells. These tools have already made important breakthroughs in our understanding of how diatoms sense their environment. Exploiting these advances, we will use culture-dependent (Tn-Seq, comparative omics, and imaging) and new single-cell culture-independent approaches. By focussing on a model interaction, we will decipher mechanisms mediating bacterial pathogenicity towards diatoms, and elucidate how diatoms sense and evade their pathogens. This will reveal novel effectors and defence signalling systems. Finally, we will leverage the new tools and insights to quantify the prevalence of bacterial pathogenicity and diatom defence in natural ecosystems. This innovative, multidisciplinary program will advance understanding of mechanisms governing bloom dynamics, inform ecosystem models, and shed light on a poorly characterised environmental stressor confronting phytoplankton communities. This also has potential to unlock new translational opportunities for biotechnology e.g. novel antimicrobial and anti-fouling compounds.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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

Invito a presentare proposte

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

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

THE UNIVERSITY OF EXETER
Contributo netto dell'UE
€ 783 188,25
Indirizzo
THE QUEEN'S DRIVE NORTHCOTE HOUSE
EX4 4QJ Exeter
Regno Unito
Regione
South West (England) Devon Devon CC
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 783 188,25

Beneficiari (2)