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Virus inhibition of oceanic CO2 fixation

Descrizione del progetto

Il ruolo dei virus nel ciclo del carbonio marino

Quasi metà della conversione di anidride carbonica (CO2) in molecole organiche — un processo noto come fissazione o produzione primaria della CO2 — avviene in sistemi marini, ambienti dominati da cianobatteri marini. Tuttavia, i virus che infettano questi organismi possono inibire direttamente il processo di fissazione della CO2. Il progetto VirFix, finanziato dall’UE, si propone di studiare il meccanismo per cui l’infezione virale controlla la fissazione della CO2 in condizioni di luce e di sostanze nutritive diverse. I risultati del progetto contribuiranno all’elaborazione di nuovi modelli di produzione primaria con importanti implicazioni per il clima globale. Inoltre, la metodologia sviluppata nel corso del progetto contribuirà alla manipolazione della fotosintesi, consentendone il potenziale sfruttamento nella generazione di energia.

Obiettivo

Around half of the carbon dioxide (CO2) fixation on Earth occurs in marine systems, environments dominated by the cyanobacterial genera Synechococcus and Prochlorococcus. Viruses infecting these organisms (cyanophages) divert the flow of an estimated 20% of globally fixed CO2. Intriguingly, my lab has recently shown that cyanophage can directly inhibit host CO2 fixation capacity whilst at the same time carry genes essential for the light-driven reactions of photosynthesis. VirFix will elucidate the molecular basis of how viruses inhibit host CO2 fixation, which I hypothesise involves a novel protein based mechanism, and directly assess CO2 fixation rates in viral infected cells requiring the development of innovative approaches to both manipulate cyanophage genomes and enumerate viral infected cells in natural seawater samples. By focusing on how viral infection controls CO2 fixation under environmentally relevant light and nutrient conditions, Virfix will tackle novel concepts associated with elemental stoichiometry and pseudolysogeny and provide host mortality estimates which will directly inform and refine global primary production ecosystem models. In so doing, I will contribute new biological theory into how CO2 fixation is controlled at the global scale. Thus, I will be able to determine how viruses modulate primary production in organisms that are the most abundant phototrophs on the planet and whose abundance is expected to increase by 15-30% at the end of the 21st century due to global warming. By building innovative research directions on a solid foundation of host physiology and genomics I will contribute new understanding of photosynthesis and metabolism as subverted by cyanophage. Together, the proposed work has crucial implications for our understanding of marine carbon cycling and ultimately the planet’s climate and will provide novel genetic approaches for manipulating photosynthesis allowing for their potential exploitation in energy generation.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-ADG - Advanced Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-ADG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITY OF WARWICK
Contributo netto dell'UE
€ 2 499 997,50
Indirizzo
KIRBY CORNER ROAD UNIVERSITY HOUSE
CV4 8UW COVENTRY
Regno Unito
Regione
West Midlands (England) West Midlands Coventry
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 499 997,50

Beneficiari (1)