Projektbeschreibung
Neuer Ansatz zur Untersuchung von Lichtsammelkomplexen in Pflanzen
Pflanzen sind auf Lichtsammelkomplexe (LHC) angewiesen, um die Photosynthese durchführen und überschüssige Energie in Form von Wärme zum Schutz empfindlichen Gewebes vor lichtbedingtem Stress sicher abgeben zu können. Es ist jedoch unklar, was den Schutzschalter in LHCs auslöst, da die Versuchsmöglichkeiten in diesem Bereich begrenzt sind. Das ERC-finanzierte Projekt MARIONETTE soll diese Wissenslücke mittels einer Vielzahl neuartiger Methoden und Lösungen schließen, um die bisherigen Einschränkungen bei der LHC-Untersuchung zu überwinden. Genauer gesagt werden optische Einzelmolekül-Pinzetten mit Kraft- und Fluoreszenzauflösung, ein neuartiges ultraschnelles Multipuls-Spektroskopie-Instrument sowie Ad-hoc-Simulationen der Molekulardynamik angewandt, um ein besseres und tieferes Verständnis zu erlangen.
Ziel
Sunlight is a source of life for plants but also of photodamage. To harvest solar energy “safely”, plants have developed a nanoscale mechanism controlled by small proteins which bind pigments, called light-harvesting complexes (LHCs). At low light intensities, the LHCs harvest and transport solar energy to the sites of photochemistry. Under intense light, LHCs switch function to dissipate excess energy as heat. Through this photoprotective switch, the LHCs efficiently protect plants from photodamage.
Yet, how do plants activate the LHC photoprotective switch? Current models assume that the switch is driven by protein conformational changes of the LHCs, regulated by the environment through pH changes and interactions with protein and cofactors. However, no experimental tool implemented in the field of photosynthesis allows to identify the conformational changes responsible of photoprotection and to determine how the environment controls them – limiting our mechanistic understanding of light-harvesting regulation in plants.
I will tackle this challenge by:
1) Pioneering the study of LHC nanomechanics via single-molecule optical tweezers, resolved in force and fluorescence, to track LHC conformational changes at single-residue level and identify those driving the photoprotective switch.
2) Leveraging a novel ultrafast multipulse spectroscopic tool — just developed by my group — to rapidly control environmental changes and determine the intermediate steps in the photoprotective switch of the LHCs.
3) Integrating ad hoc molecular dynamics simulations to map how external physiological factors tune the conformational landscape of the LHCs.
By implementing a novel optical and computational toolkit, I will advance our understanding of how plants regulate light harvesting at the nanoscale, while establishing a new framework in photosynthesis and photobiology to determine how structure and environment control the function of photosensory proteins across all life domains.
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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- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Physikalische Chemie Fotochemie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Botanik
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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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.
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.
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
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-STG
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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.
08860 Castelldefels
Spanien
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.