Descrizione del progetto
Chiarire le interazioni dei più piccoli e numerosi organismi sulla Terra
I batteriofagi (chiamati anche fagi, virus che infettano i batteri) sono il gruppo di organismi più numerosi, diversificati e meno studiati sulla Terra. I recenti progressi computazionali e tecnologici hanno individuato una diversità senza precedenti di fagi in vari ambienti, quali l’intestino umano e le profondità oceaniche. Siamo però ben lontani dalla comprensione delle funzioni di tutti questi fagi. Le interazioni evolutive tra i fagi e i loro ospiti hanno prodotto un’incredibile varietà di meccanismi molecolari, molti dei quali hanno portato ad applicazioni biotecnologiche all’avanguardia. Dato il ruolo cruciale dei fagi nella medicina e nella biotecnologia, anche come alternativa agli antibiotici per combattere specifici parassiti batterici e agenti patogeni, è fondamentale capire cosa permette a un fago di infettare un ospite. Il progetto DiversiPHI, finanziato dall’UE, sta sviluppando e applicando nuovi metodi computazionali e sperimentali per comprendere meglio l’evoluzione delle interazioni fago-ospite.
Obiettivo
What determines if a phage can infect a host? This question arises as we work to understand the ecological roles of the hundreds of thousands of unknown viruses that I and others have discovered around the world. Phages are the most abundant life forms on Earth with important applications in medicine and biotechnology and far-ranging effects on microbial community functioning in all environments. Phage-host interactions (PHI) are an emergent trait that depends on the complex integration of factors like their taxonomic identity, the environment, and phage- and host-encoded proteins. With DiversiPHI, I propose a research program to unravel PHI by 1) measuring, 2) modelling, and 3) experimentally testing these diverse factors to develop a predictive understanding of host-range evolution.
I will first measure a range of evolutionary, ecological, and molecular factors contributing to PHI at high resolution using newly developed computational tools that exploit high-throughput datasets from thousands of natural environments around the world. Next, I will apply deep learning to integrate these measurements to simultaneously (i) quantify the relative importance and complex inter-dependencies of the different factors, and (ii) create a unique predictive model of host-range evolution. To complement these in silico predictions, I will develop an experimental evolution setup that tests the effect of the different PHI factors on host-range evolution in vitro.
Little is known about the abundant phages and their role in shaping our microbial world. DiversiPHI will vastly elevate this understanding and contribute new fundamental knowledge on how species-species interactions evolve in complex environments. Moreover, I will provide valuable new analysis tools to the community and consolidate my strong international reputation as a pioneering researcher in the cross-disciplinary field encompassing microbial ecology, virology, metagenomics, bioinformatics, and computer learning.
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/en/web/eu-vocabularies/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/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Invito a presentare proposte
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07743 JENA
Germania