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Deciphering Bacteria-induced Morphogenesis and Protection in marine Eukaryotes

Projektbeschreibung

Rolle symbiotischer Bakterien bei der Morphogenese mariner Eukaryoten

Die Symbiose mit Bakterien hat entscheidende Bedeutung für die Evolution, Entwicklung und den Stoffwechsel von Tieren. Ein weit verbreitetes Phänomen, an dem verschiedene Signalmoleküle beteiligt sind, ist die bakterieninduzierte Rekrutierung und Morphogenese von Meeresorganismen während der Umwandlung von Larven in erwachsene Tiere. Die marine kolonienbildende hydroide Hydractinia echinata (H. echinata) reproduziert sich über ein Larvenstadium und benötigt unbekannte bakterielle morphogenetische Signale von bakteriellen Biofilmen, um sich in den reifen Organismus zu verwandeln. Das EU-finanzierte Projekt MORPHEUS zielt darauf ab, die chemischen und biomolekularen Grundlagen der bakterieninduzierten Morphogenese als neues marines Modellsystem mit dem Schwerpunkt der H. echinata-Bakterien-Symbiose zu erforschen. Zu den Projektzielen zählt die Untersuchung, wie die bakteriellen Signale wahrgenommen werden, wie sie die Rekrutierung und Metamorphose der Larven auslösen und auf welche Weise das System vor gebietsfremden Arten geschützt wird.

Ziel

Symbiotic bacteria play critical roles in animal evolution, development and metabolism. The molecular and cellular mechanisms underlying these fundamental interactions, however, are largely unknown.

To fill this major knowledge gap, I will establish the bacteria-Hydractinia symbiosis as a new model system to fully characterize key cross-kingdom signalling molecules and response mechanisms. The results of my ERC proposal (MORPHEUS) will lead to ground-breaking insights into molecular drivers of eukaryotic morphogenesis, illuminate the evolutionary history of developmental signals for animals – including humans – and provide new chemical scaffolds with intrinsic biological activities that are urgently needed for drug discovery.

The marine colonial hydroid Hydractinia belongs to an early branching metazoan lineage, dating back more than 500 million years. The organism reproduces through a larval stage, which upon perception of yet unidentified bacterial morphogenic signals, produced within marine bacterial biofilms, undergoes transformation into the mature organism. In the absence of the bacterial signals, the larva fails to settle and eventually dies. This fundamental process is the basis of this proposal. Capitalizing from my recent pioneering work, I will address the following pressing research questions: Which bacterial signals ensure larval recruitment and metamorphosis? How are bacterial signalling molecules perceived? How is the system protected against alien species? I will apply an innovative combination of state-of-the-art methodologies developed within the fields of natural product and synthetic organic chemistry, microbiology and molecular biology to pursue an in-depth biochemical analysis of this paradigmatic system. Results of MORPHEUS will be transformative for many scientific branches across biological and chemical disciplines, and directly impact the development of sustainable anti-biofouling and drug discovery strategies.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

ERC-STG - Starting Grant

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-STG

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

Gastgebende Einrichtung

HELMHOLTZ-ZENTRUM FUR INFEKTIONSFORSCHUNG GMBH
Netto-EU-Beitrag
€ 627 706,75
Adresse
INHOFFENSTRASSE 7
38124 Braunschweig
Deutschland
Region
Niedersachsen Braunschweig Braunschweig, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 627 706,75

Begünstigte (3)