Descrizione del progetto
Sensibilizzazione della comunità, stile microbico
È probabile che la vita sulla Terra abbia avuto origine da organismi unicellulari apparsi tre miliardi di anni fa nei nostri primi oceani. Si è dovuto attendere più di due miliardi di anni per il manifestarsi di forme di vita più complesse che, fino ad oggi, dipendono fortemente dalle comunità microbiche per il funzionamento degli ecosistemi in cui vivono. Tali comunità offrono un potenziale senza precedenti per produrre ingredienti naturali da sfruttare in applicazioni sostenibili nei campi della medicina, dell’energia, delle scienze ambientali e altri ancora. Tuttavia, la comprensione delle interazioni interspecifiche complesse rappresenta una sfida enorme. Il progetto ModEM, finanziato dall’UE, sta iniziando a districare le interconnessioni attraverso l’applicazione di tecniche avanzate di modellazione, genetica, omica e altro. Una migliore comprensione potrebbe contribuire a costruire comunità microbiche in grado di aumentare la secrezione di metaboliti che li aiutano a prosperare.
Obiettivo
Microbial communities occupy practically all habitats on Earth, from ocean deeps to the human gut, and are pivotal to the ecosystem function. They also hold a vast biotechnological potential to realize functionalities typically beyond the reach of single species, e.g. valorisation of complex resources. Rational design and modulation of communities can thus help addressing outstanding challenges in health and bio-sustainability. Yet, this remains difficult due to the complexity of interspecies interactions. Towards tackling this, I plan to combine modelling, genetics, omics and laboratory evolution to study complex microbial communities with a focus on metabolic cross-feeding. Kefir, a natural milk-fermenting community, and stable assemblies of human gut bacteria will be used as two model systems. Both systems have recently been pioneered by my lab and represent complexity relevant for real-world applications. We will first investigate the genetic and environmental factors driving metabolite secretion using high-throughput screening of natural isolates and genetic libraries. Large-scale pairwise interaction mapping and self-establishing stable sub-communities will be used to unravel higher-order interactions and to discover the principles of community assembly. Laboratory evolution will then be used to assess community stability as well as to decipher interaction mechanisms through multi-omics analyses. The experimental data on species metabolism and interspecies interactions will be used to build hybrid metabolic-ecological models for predicting effects of perturbations like species introduction and nutrient change. The applicability will be demonstrated through stable introduction of probiotic species in personalized gut bacterial communities, and by developing vitamin overproducing milk fermenting communities. The results will have fundamental implications for modulating microbial communities relevant for environment, health and biotechnology.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
- scienze naturaliscienze biologichegenetica
- scienze naturaliscienze biologichemicrobiologiabatteriologia
- scienze naturaliscienze biologicheecologiaecosistemi
È necessario effettuare l’accesso o registrarsi per utilizzare questa funzione
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
CB2 1TN Cambridge
Regno Unito