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Exploring the lower concentration limits of micropollutant biodegradation in oligotrophic microbiota

Descrizione del progetto

Analisi dei limiti di biodegradazione degli agenti microinquinanti organici in ambienti poveri di sostanze nutritive

I microinquinanti organici (MIO), tra cui i pesticidi e i farmaci, vengono rilevati con frequenza sempre maggiore nelle fonti di acqua dolce. Nonostante le loro concentrazioni minime, i microplastiche rappresentano potenziali rischi per gli ecosistemi e la salute umana. Sebbene i ceppi batterici siano in grado di degradare i MIO negli ecosistemi di acqua dolce, le concentrazioni basse ostacolano il processo di biodegradazione. Il progetto Micropol_Oligo, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, confronterà la capacità di batteri oligotrofi (in ambienti poveri di nutrienti) e batteri copiotrofi (in ambienti ricchi di nutrienti) di degradare le microplastiche dell’olio a livelli di tracce, con l’obiettivo di comprendere i meccanismi che determinano la concentrazione minima alla quale la biodegradazione si arresta. Usando come modelli i ceppi catabolici dell’acido 4-cloro-2-metilfenossiacetico, analizzerà come le limitazioni al trasferimento di massa influenzino gli scenari a bassa concentrazione e identificherà i processi molecolari che guidano l’adattamento fisiologico.

Obiettivo

Organic micropollutants (OMPs) such as pesticides, pharmaceuticals, and synthetic hormones, are emerging contaminants in environmental freshwaters including drinking water resources. OMPs occur at extremely low concentrations (μg – ng/L range), but they may have adverse ecotoxicological and/or human health effects. The EU therefore strives to minimize OMP pollution in freshwaters and introduced stringent concentration limits in drinking water (100 ng/L or lower). Many bacterial strains have been reported that use OMPs for growth and hence mineralize them. Therefore, biodegradation is considering an important mechanism for OMP removal in freshwater systems. However, recent research has shown that the intrinsic trace concentrations of OMPs compose a major bottle neck of OMP biodegradation, since they poorly sustain the energetics of degraders’ cells and leading to physiological adaptions that eventually affect microbial degradation activity. OMP biodegradation has been exclusively studied using copiotrophic strains that thrive well at high pollutant concentrations while the oligotrophic degraders adapted to low substrate concentrations have been largely neglected. The Micropol_Oligo project aims to comparatively study the capacities of oligotrophic and copiotrophic bacteria to degrade OMPs at relevant trace concentrations and to explore the mechanisms underlying the lower concentration limits of OMP biodegradation. To this end, we will examine whether differences in lower concentration limits exist between copiotrophic and oligotrophic 4-chloro-2-methylphenoxyacetic acid (MCPA) catabolic bacterial strains, and investigate the roles of mass transfer limitation and the molecular mechanisms of physiological adaptations in biodegradation of trace MCPA. The outcome of the project is of major interest for understanding the biogeochemical cycling of OMPs in environmental waters and the improvement of biological water treatment systems for OMP removal.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN
Contributo netto dell'UE
€ 200 400,00
Indirizzo
OUDE MARKT 13
3000 Leuven
Belgio
Regione
Vlaams Gewest Prov. Vlaams-Brabant Arr. Leuven
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)