Obiettivo
Carbon fixation is a prerequisite for accumulating biomass and storing energy in most of the living world. As such, it supplies our food and dominates land and water usage by humanity. In agriculture, where water and nutrients are abundant, the rate of carbon fixation often limits growth rate. Therefore increasing the rate of carbon fixation is of global importance towards agricultural and energetic sustainability.
What are the limits on the possible rate of carbon fixation? Attempts to improve RuBisCO, the key enzyme in the Calvin-Benson cycle, have achieved only limited results. My lab focuses on trying to overcome this global challenge by building synthetic pathways for carbon fixation. We create a computational framework that designs and scores pathways and creates step-wise selection strategies for in-vivo experimental implementation. Our most promising synthetic carbon fixation pathways are found to utilize the highly effective carboxylating enzyme, PEP carboxylase. We experimentally test these pathways in the most genetically tractable context by constructing an E.coli strain that depends on atmospheric CO2 fixation. We will gradually incorporate the pathways, initially as essential reaction steps for biomass production, and finally with CO2 as sole carbon input of the cell.
As a stepping-stone towards this challenging goal, we will construct an autotrophic E.coli strain that uses the Calvin-Benson cycle. We systematically convert this synthetic biology grand challenge into a gradual evolutionary ladder with independently selectable steps. We recently achieved key steps in the ladder, such as semi-autotrophic growth, serving as powerful proofs of concept.
The proposed research will advance our basic-science understanding of evolutionary plasticity of metabolic pathways. It also paves the way for a hybrid rational-design/experimental-evolution approach to revisit and advance the capacity of metabolism for agricultural productivity and renewable energy storage.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/it/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine proteomica
- scienze naturali scienze biologiche biologia sintetica
- scienze naturali scienze della terra e scienze ambientali connesse scienze dell'atmosfera meteorologia biosfera
- scienze naturali scienze chimiche chimica analitica spettrometria di massa
- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine enzimi
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
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Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
ERC-COG - Consolidator Grant
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2014-CoG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
7610001 Rehovot
Israele
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.