Description du projet
La biosynthèse de la silice par les algues marines
La silice, également appelée dioxyde de silicium, est une famille complexe de matériaux présents dans la nature sous forme de quartz, mais également dans de nombreux organismes vivants. La silice est utilisée dans les matériaux de construction, dans la microélectronique et dans les industries alimentaire et pharmaceutique. La silice existe sous de nombreuses formes cristallines, mais dans les microalgues diatomées, la silice produite par le processus de biominéralisation est un matériau biocompatible, solide et construit de façon hiérarchique, ce qui en fait une cible attractive pour la nanotechnologie. Les développements modernes de la microscopie électronique permettant l’imagerie et l’analyse à une résolution nanométrique permettent d’étudier les processus chimiques à l’intérieur des organismes vivants. L’objectif de ce projet financé par l’UE est de comprendre le mécanisme de la formation intracellulaire de silice par les diatomées. Une recherche étudiera le processus de formation de silice in situ à l’aide d’outils de pointe d’imagerie électronique, de rayons X et de spectroscopie. La réussite de ce projet donnera accès aux biomatériaux innovants nanostructurés à base de silice et augurera de nombreuses applications prometteuses.
Objectif
Organisms evolved the ability to form a magnificent array of functional materials, which surpass any man-made product. A prominent example is diatoms, marine microalgae that form an intricate cell-wall made of meso-porous silica. Diatom silica is a tough, hierarchically built, and biocompatible material that is environmentally friendly and cheap, making it an exciting target for nanotechnology. Nevertheless, the principles of this regulated formation mechanism remain elusive.
A persistent obstacle for elucidating biomineralization processes is the inaccessibility of the cellular environment for structural and chemical investigations. Recently, far-reaching developments in electron microscopy have revolutionized our abilities to investigate chemical processes inside living organisms. It is now becoming feasible to image and analyze, with nanometer-scale resolution, an intracellular mineralization process.
This proposal aims to elucidate the intracellular mechanism of silica formation by diatoms. We will study cells undergoing the silicification process in situ, using a suite of state-of-the-art electron and X-ray imaging and spectroscopy tools. The combination of structural and chemical data will enable us to elucidate:
1) The concentration and stabilization mechanism of transient Si phases in the cell.
2) The nanoscale environment in which silica condensation takes place.
3) Genetic and environmental strategies to engineer the silicification process for designed outcomes.
Diatom silica is a promising material for applications such as photonics, pharmaceuticals, and catalysis, which require hierarchical, high-surface area, nano-materials. The achievements of this project will inspire synthetic methodologies to produce and design nano-patterned silica, and genetically-engineer the biological silicification process to produce custom-made materials.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- sciences médicales et de la santémédecine fondamentalepharmacologie et pharmacieproduit pharmaceutique
- sciences naturellessciences physiquesoptiquemicroscopie
- sciences naturellessciences chimiquescatalyse
- ingénierie et technologienanotechnologienanomatériaux
- sciences naturellessciences physiquesoptiquespectroscopie
Vous devez vous identifier ou vous inscrire pour utiliser cette fonction
Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-STG
Voir d’autres projets de cet appelRégime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
7610001 Rehovot
Israël