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Losing genes but gaining symbionts: Why beetles outsource key metabolic traits

Projektbeschreibung

Wie Käfer die Pflanzenwelt eroberten

Käfer sind die vielseitigsten Tiere auf Erden: Sie verdanken einen Großteil ihres Erfolgs der Art und Weise, wie sie Pflanzen verdauen. Einige leihen sich mikrobielle Gene, um harte Zellwände aufzubrechen, während andere mit den in ihnen lebenden Mikroorganismen zusammenarbeiten. Bei Blattkäfern geht der Verlust geliehener Pektinasegene mit der Zunahme von Verdauungssymbiosen (verschiedene Wege, gleiche Lösung) einher. Das Team des ERC-finanzierten Projekts SYMBIVORE untersucht, warum Käfer diese unterschiedlichen Routen einschlagen und wie sich dies auf ihr Anpassungsvermögen auswirkt. Forschende in den Bereichen Genomik, Biochemie und Ökologie werden aufzeigen, wie Gentransfer und Symbiose die Verdauung der Käfer beeinflussen und wie die Zusammenarbeit mit Mikroorganismen ihnen geholfen hat, die Pflanzenwelt zu erobern.

Ziel

Herbivorous beetles represent one of the most successful animal radiations. The cooption of microbial enzymes is cited as a key innovation that endowed beetles with the catalytic tools to breach the plant cell wall and facilitated the evolution of remarkably diverse herbivorous habits. Beetles incorporated microbial plant cell wall-degrading enzymes either through horizontal gene transfer or symbiosis. This binary distribution is most evident in leaf beetles (Coleoptera: Chrysomelidae), where the loss of horizontally acquired pectinases coincided with the evolution of functionally convergent digestive symbioses. Prior efforts either examined the role of horizontal gene transfer or symbiosis in shaping the phenotypic complexity of herbivorous beetles. But a comprehensive approach reconciling both fields is lacking. SYMBIVORE aims to fill this gap by defining the metabolic requirements and determining the physiological and ecological conditions favoring symbiosis as an alternative strategy for beetles to deconstruct pectin. The proposed research is integrative and extends beyond the state-of-the-art by examining the adaptive importance of symbiosis relative to horizontal gene transfer across multiple scales of biological organization. From the molecular and genetic mechanisms underlying symbiont acquisition, to the biochemical, physiological, and ecological consequences of outsourcing a key metabolic trait. Through comparative genomics, transcriptomics, structural biochemistry, bioassays, and nutritional geometry, SYMBIVORE will address the hypothesis that symbiosis upgraded the digestive physiology in a subset of beetle clades, thereby relaxing selection for these insects to endogenously maintain essential genes. SYMBIVORE capitalizes on the functional overlap conferred by symbiosis and horizontal gene transfer to define how these processes differentially shape the adaptive potential of beetles, Earth’s most speciose animal order.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-COG

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

Gastgebende Einrichtung

JOHN INNES CENTRE
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 999 758,00
Adresse
NORWICH RESEARCH PARK COLNEY
NR4 7UH NORWICH
Vereinigtes Königreich

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Region
East of England East Anglia Breckland and South Norfolk
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 999 758,00

Begünstigte (1)

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