Projektbeschreibung
Die unbekannte Biologie der weit verbreitetsten marinen mikrobiellen Eukaryoten
Welche mikrobiellen Eukaryoten-Arten kommen am meisten in den lichtdurchfluteten Ozeanen der Welt vor und welche Rolle spielen sie für die weltweite Ökologie? Das EU-finanzierte Projekt GROWCEAN wird zahlreich vorhandene, unbekannte marine mikrobielle Eukaryoten isolieren und in neue Modellorganismen verwandeln, um die Ökologie und Evolution des Ozeans zu untersuchen. Zunächst wird es ihre Zellbiologie, ihr Verhalten, ihren Lebenszyklus und die Interaktion zwischen verschiedenen Arten mittels Zeitraffer- und Fluoreszenzmikroskopie charakterisieren. Anschließend wird das Projektteam die Genome/Transkriptome durch Einzelzellverfahren sequenzieren und somit Informationen zu ihrem Stoffwechselpotenzial gewinnen. Schließlich wird es globale Sequenz-Datensätze abfragen, um Hypothesen zu ihren ökologischen Eigenschaften aufzustellen und diese anschließend anhand von Laborkulturen auf den Prüfstand stellen. Damit soll herausgefunden werden, welchen Einfluss diese weltweit weit verbreiteten Protisten auf das Ökosystem der Ozeane haben.
Ziel
Which are the most abundant microbial eukaryotic species in the world’s sunlit oceans, and what roles do they play in global marine ecology? At present, the answers to both of these questions remain largely unknown. Recently, the Tara Oceans expedition conducted a global ribosomal barcode survey of the surface oceans, revealing that, of roughly 500,000 total Operational Taxonomic Units (OTUs), only 89, which were present in every station sampled by Tara, represent half of the total global OTU abundance. Yet, of these 89 OTUs, 81 do not match any known species.
The goal of this project is to characterize the biology, interspecies interactions, and ecosystem relevance of these 81 highly abundant, ubiquitous unknown microbial eukaryotes. We propose three research objectives. First, using a novel isolation approach, we will establish robust laboratory cultures and sequence their transcriptomes to produce gene catalogs. Second, we will apply time-lapse light and fluorescence microscopy to understand their life history and behavior and to build hypotheses about their individual and community metabolic potential. Third, we will characterize their ecosystem relevance by leveraging Tara Oceans metatranscriptomes to explore how their genetic toolkit is expressed across varying oceanic conditions on a global scale, and by performing laboratory manipulations to test hypotheses on a local scale.
Overall, we will provide the first glimpse of the morphological, life history, behavioral and transcriptional features of currently unknown globally abundant protists. Discoveries about their biology will have immediate implications for studies of the ecology and community structure of oceanic ecosystems. Finally, we anticipate that our efforts will lead to the establishment of ecologically relevant microbial eukaryotes as new model systems whose biology can be studied intensively in the laboratory.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
28006 Madrid
Spanien