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Projekt
Evolutionäre, ökologische und strukturelle Grundlagen des mikrobiellen Faserabbaus
Antragsteller
Professor Dr. William Martin; Professor Itzhak Mizrahi, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431547422
Seitdem es Leben auf dem Lande gibt, gehen terrestrische Nahrungsketten aus dem mikrobiellen Abbau von cellulosebasierten Fasern photosynthetischer Primärproduktion — dem mikrobiellen Faserabbau — hervor. Obwohl der evolutionäre Ursprung und die molekularen Mechanismen der photosynthetischen Faserbildung sehr gut untersucht sind, ist über die Evolution und Ökologie des mikrobiellen Faserabbaus sehr wenig bekannt. In diesem interdisziplinären Vorhaben möchten wir führende Expertisen auf den Gebieten der Mikrobenökologie, der extrazellulären Proteomik, der Strukturbiologie und der molekularen Evolution vereinigen, um die Evolution faserabbauender Enzymsysteme und deren zentralkonnektiven Rolle in der Mikrobenökologie mithilfe neuester Technologie auf atomarer Ebene besser zu verstehen. Zu diesem Zweck ist unser erstes Ziel die Aufklärung des evolutionären Ursprungs terrestrischen Faserabbaus und die Erfassung dessen Vorkommen in der Natur. Diese Information dient unserem zweiten Ziel, nämlich der Identifizierung der strukturellen und funktionellen Prinzipien, die bei der Etablierung der Enzymologie und Ökologie des mikrobiellen Faserabbaus in der Natur wirksam waren. Unser drittes Ziel ist die räumliche und strukturelle Charakterisierung des mikrobiellen Faserabbaus auf atomarer Ebene durch hochauflösende Kryoelektronentomographie (Cryo-ET). Dieser interdisziplinäre Ansatz wird grundlegend neue Einblicke aus biochemischer, struktureller und physiologischer Perspektive in die engen Verflechtungen zwischen Evolution und Ökologie im mikrobiellen Faserabbau von der Ebene einzelner Zellen bis hin zu ganzen Mikrobengemeinschaften ermöglichen. Unser Vorhaben ebnet somit den Weg zu einem besseren Verständnis sowohl des Faserabbaus in der Natur also auch der Naturgeschichte faserabbauender mikrobieller Ökosysteme.
DFG-Verfahren
Deutsch-Israelische-Projektkooperationen
Internationaler Bezug
Israel
