Descripción del proyecto
Tras la pista de un posible suceso evolutivo endosimbiótico
Los plástidos, como los cloroplastos, son orgánulos fotosintéticos de los organismos eucariotas. Los cloroplastos evolucionaron a partir de cianobacterias que fueron internalizadas por células eucariotas para formar una relación simbiótica conocida como «endosimbiosis». En el proyecto UCYN2PLAST, que cuenta con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, se investigará la hipótesis de que estamos contemplando los albores evolutivos de un fenómeno de internalización parecido. Esta vez, el fotosintetizador —un alga eucariota unicelular— puede ser el internalizador, que absorbe la cianobacteria nitrofijadora que le suministra el nitrógeno que tanto necesita a cambio de la materia orgánica del alga. El equipo del proyecto evaluará la hipótesis mediante el empleo de análisis metatranscriptómicos y microscopia electrónica, combinados con sondas moleculares y técnicas isotópicas cuantitativas aplicadas a muestras marinas, y la realización de experimentos de incubación en agua de mar.
Objetivo
Symbioses are evident sources of innovation in nature, critical for the evolution of plastids and the success of eukaryotes on Earth. The mechanisms promoting such relationships, however, are difficult to identify, especially between single-celled organisms, and remain largely unknown. A widespread symbiosis was recently discovered in the ocean between an unicellular cyanobacterium (UCYN-A) and single-celled eukaryotic algae (prymnesiophyte). UCYN-A lacks typical cyanobacterial features such as the capacity to perform oxygenic photosynthesis, CO2 fixation or the tricarboxylic acid cycle, and must thus rely on the supply of organic matter from the algal host. In turn, UCYN-A shows a dramatic genome reduction with a high specialization in nitrogen fixation, providing fixed nitrogen to the alga. Given the importance of nitrogen for the algal productivity, it has been hypothesized that UCYN-A could eventually give rise to a nitrogen-fixing plastid in a process analogous to the origin of chloroplasts. This project aims to study the UCYN-A symbiosis both from an evolutionary and a functional point of view: First, the identification and characterization of new associations from marine samples at a global scale through molecular techniques will allow a deep comparison of closely-related symbiotic lineages that will help to understand the evolutionary underpinnings of this symbiosis. Second, nutrient incubation experiments of seawater samples over diel cycles will be performed to identify potential factors regulating the carbon and nitrogen exchange between partners to gain knowledge on the host-symbiont coupling mechanisms. For this purpose, metatranscriptomic analysis and electron microscopy combined with molecular probes and quantitative isotopic techniques (FISH-nanoSIMS) will be applied. Elucidating the mechanisms underlying this unusual nitrogen fixing symbiosis will provide valuable insight into previously unknown processes explaining the evolution of plastids
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
75006 Paris
Francia