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PANDORA: Phylogeny-Aware Network Discovery of Microbial Roles and Annotation

Projektbeschreibung

Fragmentierte DNS aus Mikroorganismen unseres Planeten dekodieren

Mikroorganismen sind die verborgenen Motoren, die die Erde antreiben, denn sie halten wichtige Nährstoffe im Kreislauf und regulieren das Klima. Wie ihre Gene jedoch funktionieren, bleibt rätselhaft. Mit traditionellen Analysen ist diese „mikrobielle dunkle Materie“ nicht entschlüsselbar, da aus der Natur gewonnene DNS meist fragmentiert ist. Das Ziel des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts PANDORA lautet, ein intelligentes Werkzeug mit integriertem maschinellen Lernen zu entwickeln, das anhand Tausender vollständiger Genome trainiert wurde, um zu verstehen, wie Gene kooperieren. Dank diesem Ansatz kann die Genfunktion trotz fragmentierter Daten genau vorhergesagt werden. Die Forschungsgruppe wird die mikrobielle Evolution kartieren und aufzeigen, wann Merkmale wie Atmung und Antibiotikaresistenz erstmals auftraten. Außerdem wird eine groß angelegte, frei zugängliche Modellbibliothek eingerichtet. Anhand der Erschließung dieser Genomdaten wird die Entwicklung neuer industrieller Enzyme angeregt und es werden Klimamodelle optimiert, denn sie werden Aufschluss darüber geben, wie Mikroorganismen globale Nährstoffe im Kreislauf zirkulieren lassen.

Ziel

"Microbes are the hidden engines of our planet, yet the function of most of their genes remains a mystery (the ""microbial dark matter""). Our understanding is held back because we typically recover only incomplete genomes from nature, making traditional analysis methods unreliable. This project will build PANDORA, a powerful predictive tool designed to overcome this fundamental barrier. PANDORA uses a phylogenetically-aware machine learning approach, trained on thousands of complete genomes, to learn the complex rules of which genes work together. This unique method allows it to accurately predict gene function even in fragmented data, distinguishing a truly absent gene from one that is simply missing. The project will: 1. Create the first large-scale, open-access library of predictive models for the global scientific community. 2. Discover the roles of thousands of unknown genes, generating a public roadmap for future biological research. 3. Reconstruct a timeline of microbial evolution, revealing when key processes like respiration and antibiotic resistance first emerged on Earth. By turning genomic data into functional knowledge, PANDORA will accelerate discovery. Its applications will advance Europe's bioeconomy through the discovery of novel enzymes, support public health by identifying new targets to combat antimicrobial resistance, and improve climate models by clarifying the role of microbes in global nutrient cycles."

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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

Koordinator

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH
Netto-EU-Beitrag
€ 292 118,88
Adresse
Raemistrasse 101
8092 Zuerich
Schweiz
Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten