Projektbeschreibung
Kristallbildung bei Mikroalgen: Auswirkungen auf optische Materialien und Ökologie
Bei Untersuchungen zur Biomineralisierung standen bislang vor allem auf die optischen Funktionen organischer Kristalle bei Tieren im Mittelpunkt. Kürzlich ergaben Studien an einzelligen Mikroalgen die Bildung stickstoffreicher Purinkristalle als Reserven zur Überwindung von Stickstoffmangel in der Umwelt. Entstehungsmechanismen und ökologische Auswirkungen sind bislang weitgehend unbekannt. Das Team des ERC-finanzierten Projekts CRYST_ALGAE zielt darauf ab, die Strukturen und Funktionen von Purinkristallen mithilfe modernster Bildgebungsverfahren und chemischer Analysen aufzuklären. Im Rahmen des Projekts werden Mikroalgen als ein Art Fabriken entwickelt, die über Bioreaktorkulturen optisch funktionale Kristalle erzeugen sollen. Parallel dazu wird das Projektteam untersuchen, ob die kristallbasierte Stickstoffspeicherung in Mikroalgen deren Wachstum verlängert, was Auswirkungen auf die Dynamik schädlicher Algenblüten erwarten lässt. Die Arbeit von CRYST_ALGAE wird somit die organische Biomineralisierung im Mikromaßstab sowohl mit Meeresökosystemen als auch mit der Biotechnologie verknüpfen.
Ziel
Until now, the field of organic biomineralization has focused on the optical functions of organic crystals in animals. However, the
recent discovery that purine crystals are widespread in unicellular microalgae is a paradigm shift in this field. In contrast to animals,
microalgae use the nitrogen-rich crystals as dense, metabolically inert nitrogen reserves, to overcome deficiencies in environmental
nitrogen. Almost nothing is known about the chemistry of these crystals, their formation, or the wider implications of their nitrogen
storage functions on microalgae behavior. Our overarching goal is to understand microscale molecular crystallization in microalgae
and its impact on macroscale ecological phenomena and the biotechnological production of optically functional crystals.
We first elucidate the structures and functions of uncharacterized purine crystals which are abundant in microalgae. By controlling
the nitrogen content of cultures, we exploit the ability to induce crystallization in microalgae using live cell, and correlative light-electron imaging to couple chemical and morphological properties of crystal formation. Combined with cryo-electron microscopy and chemical analyses, we determine the locations and functions of crystal-regulating biomolecules and elucidate how insoluble
guanine molecules are rapidly crystallized and dissolved in the cell. Knowledge of crystallization is then harnessed to manipulate
microalgal cells as crystal-forming factories to biosynthesize optically functional crystals using bioreactor cultures. Finally, we
test the hypothesis that the nitrogen-storage function of crystals in dinoflagellates may serve to prolong their growth in seasonal and
harmful algal blooms. Our exploration of crystallization in microalgae will transform our knowledge of microscale organic
biomineralization and will contribute to understanding the macroscale impact of molecular crystals on ocean ecosystems and biotechnology – a new frontier in the field.
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 Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Ökologie Ökosystem
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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.
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(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.
BS8 1QU BRISTOL
Vereinigtes Königreich
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.