Rewiring photorespiration using natural and synthetic pathways to sustainably increase crop yield

Informations projet

GAIN4CROPS

N° de convention de subvention: 862087

DOI

10.3030/862087

Date de signature de la CE 8 Avril 2020

Date de début 1 Mai 2020

Date de fin 31 Janvier 2026

Financé au titre de

• INDUSTRIAL LEADERSHIP - Leadership in enabling and industrial technologies – Biotechnology

Coût total

€ 8 014 100,00

Contribution de l’UE

€ 8 014 100,00

Coordonné par

HEINRICH-HEINE-UNIVERSITAET DUESSELDORF
Germany

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Publications

Peer reviewed articles (32)

Shifts in carbon partitioning by photosynthetic activity increase terpenoid synthesis in glandular trichomes

Auteurs: Nima P. Saadat, Marvin van Aalst, Alejandro Brand, Oliver Ebenhöh, Alain Tissier, Anna B. Matuszyńska
Publié dans: The Plant Journal, 2023, ISSN 0960-7412
Éditeur: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/tpj.16352

Two highly specific growth-coupled biosensor for glycolaldehyde detection across micromolar and millimolar concentrations

Auteurs: Paul A Gómez-Coronado, Armin Kubis, Maria Kowald, Rahma Ute, Charlie Cotton, Steffen N Lindner, Arren Bar-Even, Tobias J Erb
Publié dans: Synthetic Biology, Numéro 10, 2025, ISSN 2397-7000
Éditeur: Oxford University Press (OUP)
DOI: 10.1093/synbio/ysaf004

Alternatives to photorespiration: A system-level analysis reveals mechanisms of enhanced plant productivity

Auteurs: Edward N. Smith, Marvin van Aalst, Andreas P. M. Weber, Oliver Ebenhöh, Matthias Heinemann
Publié dans: Science Advances, Numéro 11, 2025, ISSN 2375-2548
Éditeur: American Association for the Advancement of Science (AAAS)
DOI: 10.1126/sciadv.adt9287

A transcription factor module mediating C2 photosynthesis in the Brassicaceae

Auteurs: Patrick J Dickinson, Sebastian Triesch, Urte Schlüter, Andreas P M Weber, Julian M Hibberd
Publié dans: EMBO Reports, 2025, ISSN 1469-3178
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/s44319-025-00461-1

Modulation of xanthophyll cycle impacts biomass productivity in the marine microalga Nannochloropsis

Auteurs: Giorgio Perin, Alessandra Bellan, Tim Michelberger, Dagmar Lyska, Setsuko Wakao, Krishna K Niyogi, Tomas Morosinotto
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences, Numéro Volume 120, Number 25, 2023, Page(s) e2214119120, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2214119120

The green algae CO2 concentrating mechanism and photorespiration jointly operate during acclimation to low CO2

Auteurs: Ousmane Dao, Marie Bertrand, Saleh Alseekh, Florian Veillet, Pascaline Auroy, Phuong-Chi Nguyen, Bertrand Légeret, Virginie Epting, Amélie Morin, Stephan Cuiné, Caroline L. Monteil, Luke C. M. Mackinder, Adrien Burlacot, Anja Krieger-Liszkay, Andreas P. M. Weber, Alisdair R. Fernie, Gilles Peltier, Yonghua Li-Beisson
Publié dans: Nature Communications, Numéro 16, 2025, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-60525-7

Impact of the carbon flux regulator protein pirC on ethanol production in engineered cyanobacteria

Auteurs: Böhm Julien, Kauss Karsten, Michl Klaudia, Engelhardt Lisa, Brouwer Eva-Maria, Hagemann Martin
Publié dans: Frontiers in Microbiology, Numéro Volume 14, 2023, ISSN 1664-302X
Éditeur: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2023.1238737

Perspectives on improving photosynthesis to increase crop yield

Auteurs: Roberta Croce, Elizabete Carmo-Silva, Young B Cho, Maria Ermakova, Jeremy Harbinson, Tracy Lawson, Alistair J McCormick, Krishna K Niyogi, Donald R Ort, Dhruv Patel-Tupper, Paolo Pesaresi, Christine Raines, Andreas P M Weber, Xin-Guang Zhu
Publié dans: The Plant Cell, Numéro 36, 2024, Page(s) 3944-3973, ISSN 1040-4651
Éditeur: American Society of Plant Biologists
DOI: 10.1093/plcell/koae132

Tailoring confocal microscopy for real-time analysis of photosynthesis at single-cell resolution

Auteurs: Mattia Storti, Haythem Hsine, Clarisse Uwizeye, Olivier Bastien, Daniel P. Yee, Fabien Chevalier, Johan Decelle, Cécile Giustini, Daniel Béal, Gilles Curien, Giovanni Finazzi, Dimitri Tolleter
Publié dans: Cell Reports Methods, 2023, ISSN 2667-2375
Éditeur: Cell Press Elsevier Inc
DOI: 10.1016/j.crmeth.2023.100568

Improving photosynthetic efficiency toward food security: Strategies, advances, and perspectives

Auteurs: Edward N. Smith; Marvin van Aalst; Tiina Tosens; Ülo Niinemets; Benjamin Stich; Tomas Morosinotto; Alessandro Alboresi; Tobias J. Erb; Paul A. Gómez-Coronado; Dimitri Tolleter; Giovanni Finazzi; Gilles Curien; Matthias Heinemann; Oliver Ebenhöh; Julian M. Hibberd; Urte Schlüter; Tianshu Sun; Andreas P.M. Weber
Publié dans: Molecular Plant, 2023, ISSN 1674-2052
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1016/j.molp.2023.08.017

The Arabidopsis leaf quantitative atlas: a cellular and subcellular mapping through unified data integration

Auteurs: Dimitri Tolleter, Edward N. Smith, Clémence Dupont-Thibert, Clarisse Uwizeye, Denis Vile, Pauline Gloaguen, Denis Falconet, Giovanni Finazzi, Yves Vandenbrouck, Gilles Curien
Publié dans: Quantitative Plant Biology, Numéro 5, 2024, ISSN 2632-8828
Éditeur: Cambridge University Press
DOI: 10.1017/qpb.2024.1

Design and implementation of aerobic and ambient CO2-reduction as an entry-point for enhanced carbon fixation

Auteurs: Ari Satanowski, Daniel G. Marchal, Alain Perret, Jean-Louis Petit, Madeleine Bouzon, Volker Döring, Ivan Dubois, Hai He, Edward N. Smith, Virginie Pellouin, Henrik M. Petri, Vittorio Rainaldi, Maren Nattermann, Simon Burgener, Nicole Paczia, Jan Zarzycki, Matthias Heinemann, Arren Bar-Even, Tobias J. Erb
Publié dans: Nature Communications, Numéro 16, 2025, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-57549-4

Variation in leaf photosynthetic capacity within plant canopies: optimization, structural, and physiological constraints and inefficiencies

Auteurs: Ülo Niinemets
Publié dans: Photosynthesis Research, Numéro 158, 2024, Page(s) 131-149, ISSN 0166-8595
Éditeur: Kluwer Academic Publishers
DOI: 10.1007/s11120-023-01043-9

What controls carbon sequestration in plants under which conditions?

Auteurs: Tim Nies, Marvin van Aalst, Nima Saadat, Josha Ebeling, Oliver Ebenhöh
Publié dans: Biosystems, Numéro Volume 231, 2023, Page(s) 104968, ISSN 0303-2647
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.biosystems.2023.104968

Computational Photosynthesis (ComPhot): Simulation-Based Learning Platform to Study Photosynthesis

Auteurs: Sarah Philipps, Tobias Pfennig, Elouën Corvest, Marvin van Aalst, Lisa Fürtauer, Anna Matuszyńska
Publié dans: The Plant Cell, 2024, ISSN 1040-4651
Éditeur: American Society of Plant Biologists
DOI: 10.1093/plcell/koae101

Adaptive laboratory evolution recruits the promiscuity of succinate semialdehyde dehydrogenase to repair different metabolic deficiencies

Auteurs: Hai He, Paul A. Gómez-Coronado, Jan Zarzycki, Sebastian Barthel, Jörg Kahnt, Peter Claus, Moritz Klein, Melanie Klose, Valérie de Crécy-Lagard, Daniel Schindler, Nicole Paczia, Timo Glatter, Tobias J. Erb
Publié dans: Nature Communications, Numéro 15, 2024, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-024-53156-x

Characterization of the oxygen-tolerant formate dehydrogenase from Clostridium carboxidivorans

Auteurs: Eva-Maria Brouwer, Hitesh K. R. Medipally, Saskia Schwab, Shanshan Song, Marc M. Nowaczyk, Martin Hagemann
Publié dans: Frontiers in Microbiology, Numéro 15, 2025, ISSN 1664-302X
Éditeur: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2024.1527626

New genomic techniques in organic production: Considerations for science-based, effective, and acceptable EU regulation

Auteurs: Alexandra Molitorisová, Stephan Clemens, Louise Fresco, Aleksandra Hubar-Kołodziejczyk, Jale Tosun, Urs Niggli, Matin Qaim, Richard G.F. Visser, Andreas P.M. Weber, Justus Wesseler, David Zilberman, Kai Purnhagen
Publié dans: Cell Reports Sustainability, Numéro 2, 2025, Page(s) 100405, ISSN 2949-7906
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.crsus.2025.100405

Implementation of the β-hydroxyaspartate cycle increases growth performance of Pseudomonas putida on the PET monomer ethylene glycol

Auteurs: Lennart Schada von Borzyskowski, Helena Schulz-Mirbach, Mauricio Troncoso Castellanos, Francesca Severi, Paul A. Gómez-Coronado, Nicole Paczia, Timo Glatter, Arren Bar-Even, Steffen N. Lindner, Tobias J. Erb
Publié dans: Metabolic Engineering, Numéro Volume 76, 2023, Page(s) 97-109, ISSN 1096-7176
Éditeur: Academic Press
DOI: 10.1016/j.ymben.2023.01.011

PlantACT! : how to tackle the climate crisis

Auteurs: Heribert Hirt, Salim Al-Babili, Marilia Almeida-Trapp, Martin Antoine, Manuel Aranda, Dorothea Bartels, Malcolm Bennett, Ikram Blilou, Damian Boer, Alix Boulouis, Chris Bowler, Sophie Brunel-Muguet, Fabien Chardon, Jean Colcombet, Vincent Colot, Agata Daszkowska-Golec, Jose R. Dinneny, Ben Field, Katja Froehlich, Catherine H. Gardener, Alain Gojon, Eric Gomès, Eva María Gómez Álvarez, Crisanto
Publié dans: Trends in Plant Science, Numéro Volume 28, Numéro 5, 2023, Page(s) 537-543, ISSN 1360-1385
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.tplants.2023.01.005

Computational Analysis of Alternative Photosynthetic Electron Flows Linked With Oxidative Stress

Auteurs: Saadat Nima P., Nies Tim, van Aalst Marvin, Hank Brandon, Demirtas Büsra, Ebenhöh Oliver, Matuszyńska Anna
Publié dans: Frontiers in Plant Science, Numéro Volume 12, 2021, ISSN 1664-462X
Éditeur: Frontiers Media S. A.
DOI: 10.3389/fpls.2021.750580

Europe’s Farm to Fork Strategy and Its Commitment to Biotechnology and Organic Farming: Conflicting or Complementary Goals?

Auteurs: Kai P. Purnhagen, Stephan Clemens, Dennis Eriksson, Louise O. Fresco, Jale Tosun, Matin Qaim, Richard G.F. Visser, Andreas P.M. Weber, Justus H.H. Wesseler, David Zilberman
Publié dans: Trends on Plant Science, 2021, ISSN 1878-4372
Éditeur: Elsevier Ltd.
DOI: 10.1016/j.tplants.2021.03.012

COBREXA.jl: constraint-based reconstruction and exascale analysis

Auteurs: Miroslav Kratochvíl, Laurent Heirendt, St Elmo Wilken, Taneli Pusa, Sylvain Arreckx, Alberto Noronha, Marvin van Aalst, Venkata P Satagopam, Oliver Ebenhöh, Reinhard Schneider, Christophe Trefois, Wei Gu
Publié dans: Bioinformatics, Numéro Volume 38, Numéro 4, 2021, Page(s) 1171–1172, ISSN 1367-4803
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/bioinformatics/btab782

New avenues in photosynthesis: from light harvesting to global modeling

Auteurs: Tiina Tosens, Alessandro Alboresi, Herbert van Amerongen, Roberto Bassi, Florian A. Busch, Giovanni Consoli, Oliver Ebenhöh, Jaume Flexas, Jeremy Harbinson, Peter Jahns, Nina Kamennaya, David M. Kramer, Johannes Kromdijk, Tracy Lawson, Erik H. Murchie, Ülo Niinemets, Sara Natale, Dennis J. Nürnberg, Andrea Persello, Paolo Pesaresi, Christine Raines, Urte Schlüter, Tom P. J. M. Theeuwen, Stefan
Publié dans: Physiologia Plantarum, Numéro 177, 2025, ISSN 0031-9317
Éditeur: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/ppl.70198

Knowledge of Regulation of Photosynthesis in Outdoor Microalgae Cultures Is Essential for the Optimization of Biomass Productivity

Auteurs: Giorgio Perin, Francesca Gambaro and Tomas Morosinotto
Publié dans: Front. Plant Sci., Numéro Volume 13, 2022, ISSN 1664-462X
Éditeur: Frontiers Media S. A.
DOI: 10.3389/fpls.2022.846496

Photorespiration is the solution, not the problem

Auteurs: Laia Segura Broncano, Krzysztof Robin Pukacz, Vanessa Reichel-Deland, Urte Schlüter, Sebastian Triesch, Andreas P.M. Weber
Publié dans: Journal of Plant Physiology, Numéro Volume 282, 2023, Page(s) 153928, ISSN 0176-1617
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.jplph.2023.153928

Understanding regulation in complex environments: a route to enhance photosynthetic light-reactions in microalgae photobioreactors

Auteurs: Perin G, Morosinotto T
Publié dans: Frontiers in Photobiology, Numéro 1, 2023, Page(s) 1274525, ISSN 2813-8228
Éditeur: Lausanne Switzerland: Frontiers Media SA
DOI: 10.3389/fphbi.2023.1274525

Machine Learning-Supported Enzyme Engineering toward Improved CO2-Fixation of Glycolyl-CoA Carboxylase

Auteurs: Daniel G. Marchal, Luca Schulz, Ingmar Schuster, Jelena Ivanovska, Nicole Paczia, Simone Prinz, Jan Zarzycki, Tobias J. Erb
Publié dans: ACS Synthetic Biology, Numéro Numéro 12, Volume 12, 2023, Page(s) 3521–3530, ISSN 2161-5063
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acssynbio.3c00403

Constructing and analysing dynamic models with modelbase v1.2.3: a software update.

Auteurs: Marvin van Aalst; Oliver Ebenhöh; Anna Matuszyńska
Publié dans: BMC Bioinformatics, Numéro Volume 22, Numéro 1, 2021, Page(s) 1-15, ISSN 1471-2105
Éditeur: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12859-021-04122-7

A synthetic C4 shuttle via the β-hydroxyaspartate cycle in C3 plants

Auteurs: Roell MS, Schada von Borzykowski L, Westhoff P, Plett A, Paczia N, Claus P, Urte S, Erb TJ, Weber APM
Publié dans: Proc Natl Acad Sci U S A, Numéro 118(21), 2021, ISSN 1091-6490
Éditeur: Proc Natl Acad Sci U S A
DOI: 10.1073/pnas.2022307118

<i>Brassicaceae</i> display variation in efficiency of photorespiratory carbon-recapturing mechanisms

Auteurs: Urte Schlüter; Jacques W Bouvier; Ricardo Guerreiro; Milena Malisic; Carina Kontny; Philipp Westhoff; Benjamin Stich; Andreas P M Weber
Publié dans: Journal of Experimental Botany, Numéro Volume 74, Numéro 21, 2023, Page(s) 6631–6649, ISSN 0022-0957
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/jxb/erad250

Network Reconstruction and Modelling Made Reproducible with moped

Auteurs: Nima P. Saadat, Marvin van Aalst andOliver Ebenhöh
Publié dans: Metabolites, Numéro 12(4), 275, 2022, ISSN 2218-1989
Éditeur: MDPI
DOI: 10.3390/metabo12040275

Thesis and dissertations (2)

Metabolic modeling of energy supply balance in photosynthesis

Auteurs: Nima P. Saadat
Publié dans: Faculty of Mathematics and Natural Sciences of the of the Heinrich-Heine-University of Düsseldorf, Numéro 3, 2023
Éditeur: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Computergestützte Analyse und Optimierung der photosynthetischen Kohlenstofffixierung

Auteurs: Aalst, Marvin Christian
Publié dans: Numéro 2, 2024
Éditeur: Heinrich Heine Universität Düsseldorf