Projektbeschreibung
Die geheimen Lichtgestalter der mikrobiellen Welt
Photosynthetische Mikroben stehen am Anfang der aquatischen Nahrungsnetze und wandeln mit ausgeklügelten biochemischen Mechanismen Licht in Energie um. Was aber, wenn sie auch das Leben umgestalten? Das EU-finanzierte Projekt MicroPAS knüpft an eine wichtige Entdeckung an: Bei einigen schwefelverstoffwechselnden Bakterien scheinen winzige intrazelluläre Kügelchen Licht zu brechen und einzufangen. Mithilfe fortschrittlicher Mikroskopie, Spektroskopie und numerischer Modellierung werden die Forschenden untersuchen, wie diese Organellen Photonen in lebenden Zellen lenken und dabei möglicherweise Wellenlänge, Intensität und Verweildauer während des Wachstums der Mikroben anpassen. Mittels Ausweitung des Projekts von einzelnen Zellen auf dichte Gemeinschaften wird untersucht, ob Bakterien gemeinsam Lichtfelder regulieren. Die Arbeit könnte die Grundlage für „lebende photonische“ Materialien legen, die von den optischen Ingenieuren der Natur inspiriert sind.
Ziel
Phototrophic microorganisms including diverse bacteria harness sunlight to execute metabolic functions, rendering them indispensable as the base of most of the aquatic food webs. Harnessing light efficiently, a key prerequisite for survival and fitness of such species, is achieved biochemically via photoreceptors and light-sensitive actuators, cascading into gene expressions, protein functions, and tactic traits. Our recent findings on bacterial sulphur globules—energy-rich intracellular organelles in sulphur metabolising bacteria—reveal optical properties which could allow active manipulation of light fields within individual cells. Building on this fundamental discovery, MicroPAS proposes a paradigm-shifting approach to organelle-mediated light manipulation, grounded in the physics of light-matter interactions. Using a combination of microscopic and spectroscopic techniques on both lab-grown and nature-isolated sulphur bacterial species, together with data-backed numerical modelling, MicroPAS will uncover how species-specific intracellular organelles (e.g. sulphur or calcite globules), and their internal distribution determine optical modes, enabling active light-guidance. By accounting for the evolving cell shape, globule attributes and bio-energetics over the course of their growth stages, the results, across individual to collective scales, will delineate if and how the wavelength, intensity and photon retention times are actively regulated by bacteria. Finally, I will analyse emergent phenomena at collective scales where self-regulation of light may result in enhanced penetration or scattering, ultimately allowing to leverage feedback and nonlinear effects for designing living photonic circuits. By uncovering how intracellular light modulation governs optimal behaviour and physiology, MicroPAS will pioneer an unprecedented data-rich biophotonic framework, and thereby advance next generation of living optical matter based on nature-inspired light modulation.
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.
Die Klassifikation dieses Projekts wurde von Menschen validiert.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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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.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-COG
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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.
4365 ESCH-SUR-ALZETTE
Luxemburg
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.