Environmental regulation of retinal and bacteriochlorophyll biosynthesis

视网膜和细菌叶绿素生物合成的环境调节

基本信息

  • 批准号:
    1335269
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 82.76万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2013-08-15 至 2017-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Rhodopsins are the simplest energy-harvesting photoproteins and community metagenomics have revealed that their synthesis genes are ubiquitous throughout the world oceans. These include microbial rhodopsin (proteorhodopsin (PR)), which occur in an estimated 75% of marine bacteria and archaea in oceanic surface waters. The discovery of this abundant and widespread photoprotein in the surface ocean has challenged the notion that solar energy can only be converted into chemical energy for growth in marine ecosystems through chlorophyll-based photosynthesis. Although the potential of light-driven energy flux in ocean ecosystems through PR could be significant, the physiological and ecological functions of this type of rhodopsin remains undetermined, mainly due to the lack of a technique for a direct measurement of this photoprotein. To evaluate the ecological relevance of PR in the marine environment, The investigators have developed a new analytical technique to measure the concentrations of the light-sensitive pigment in the PR, the chromophore retinal. Because rhodopsins have a single retinal chromophore associated with the polypeptide opsin, the total number of retinal molecules is equivalent to the total number of PR.Intellectual Merit:This project will employ the PI's newly developed protocol to examine the effects of light, organic carbon and trace metals availability on PR and bacteriochlorophyll synthesis using field and laboratory manipulations. Such experiments will establish the impact of abiotic factors on the two known bacterial photoheterotrophic metabolisms. The laboratory studies will be complemented with the analyses of those pigments in field samples collected along spatial and temporal gradients in light intensity, organic carbon and trace metals in different oceanographic regimes. Gene expression patterns will be determined in concert with changes in retinal and bacteriochlorophyll concentrations and microbial growth responses in the field and in the laboratory. Therefore, the combination of observational and manipulative approaches, will address fundamental questions in regard to the impact of retinal-based photochemical energy transformation in the ocean, a process that still is not well understood.Broader Impacts:Undergraduate and graduate education at USC will be furthered through active participation in the joint laboratory experiments and field work. The PIs research program includes a commitment to undergraduate student training by requesting support to target qualified underrepresented students from other L.A.-area schools, as well as active mentoring of undergraduate senior research theses at USC. In support of this effort Sanudo-Wilhelmy is starting a new initiative for minority recruitment at USC, using the Society for Advancement of Chicanos and Native Americans in Science meetings and publications as a platform. This project will also completely support the dissertation work of one USC graduate student and provide the funding for publication of his results, as well as to allow him to present his work at national meetings. The scientific and societal impacts of this project include elucidating the ecological importance of energy-transforming PR, without which we will never have a complete understanding of all of the essential mechanisms sustaining major biological processes in the world ocean.
视紫红质是最简单的能量收集光蛋白和社区宏基因组学已经揭示,它们的合成基因是普遍存在于世界各地的海洋。这些包括微生物视紫红质(蛋白视紫红质(PR)),估计75%的海洋细菌和海洋表面沃茨的古细菌中存在这种物质。在海洋表层发现这种丰富而广泛的光蛋白,挑战了太阳能只能通过基于叶绿素的光合作用转化为海洋生态系统生长所需的化学能的概念。虽然通过PR在海洋生态系统中的光驱动能量通量的潜力可能是显着的,这种类型的视紫红质的生理和生态功能仍然不确定,主要是由于缺乏直接测量这种光蛋白的技术。为了评估PR在海洋环境中的生态相关性,研究人员开发了一种新的分析技术来测量PR中光敏色素的浓度。由于视紫红质有一个单一的视网膜发色团与多肽视蛋白,视网膜分子的总数相当于PR的总数。智力优点:这个项目将采用PI的新开发的协议,研究光,有机碳和微量金属的影响,PR和细菌叶绿素合成使用现场和实验室操作。这些实验将确定非生物因素对两种已知细菌光合异养代谢的影响。除了实验室研究外,还将对在不同海洋学状况下沿着空间和时间梯度收集的实地样品中的这些色素、有机碳和微量金属进行分析。基因表达模式将与视网膜和细菌叶绿素浓度的变化以及田间和实验室中微生物的生长反应相一致。因此,观察和操作方法的结合,将解决有关视网膜的光化学能量转换在海洋中的影响,一个过程,仍然没有很好地理解的基本问题。更广泛的影响:在南加州大学的本科生和研究生教育将进一步通过积极参与联合实验室实验和实地工作。PI的研究计划包括通过请求支持目标来自其他洛杉矶合格的代表性不足的学生对本科生培训的承诺。地区学校,以及在南加州大学本科高级研究论文的积极辅导。为了支持这一努力,Sanudo-Wilhelmy正在南加州大学启动一项新的少数民族招聘计划,利用科学会议和出版物中的墨西哥裔和美洲土著人促进协会作为平台。该项目还将完全支持一名南加州大学研究生的论文工作,并为出版其成果提供资金,并允许他在国家会议上介绍他的工作。该项目的科学和社会影响包括阐明能量转化PR的生态重要性,如果没有它,我们将永远无法完全了解维持世界海洋主要生物过程的所有基本机制。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Sergio Sanudo-Wilhelmy其他文献

Sergio Sanudo-Wilhelmy的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Sergio Sanudo-Wilhelmy', 18)}}的其他基金

Putting B-vitamins on the map: to what extent do they shape phytoplankton dynamics and biogeography in the global ocean?
让 B 族维生素名声大噪:它们在多大程度上影响全球海洋中的浮游植物动态和生物地理学?
  • 批准号:
    2220546
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The role of organic and metal cofactors on the biogenic synthesis of halogenated volatile hydrocarbons
有机和金属辅助因子对卤代挥发性烃生物合成的作用
  • 批准号:
    1559276
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Can B-vitamins control phyto-and-bacterioplankton successions in a coastal upwelling region?
B 族维生素能否控制沿海上升流区域浮游植物和细菌的演替?
  • 批准号:
    1435666
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The Oceanography of B-Vitamins: evaluating how nutrients and trace metals influence their synthesis, cycling, and biogeochemical impact
B 族维生素的海洋学:评估营养物质和微量金属如何影响其合成、循环和生物地球化学影响
  • 批准号:
    0962209
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Cycling of Vitamin B12 in the Ocean
维生素 B12 在海洋中的循环
  • 批准号:
    0351999
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Acquisition of a LA-ICPMS dedicated to Marine and Earth Sciences at SUNY Stony Brook
在纽约州立大学石溪分校购买专用于海洋和地球科学的 LA-ICPMS
  • 批准号:
    0116069
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
BIOCOMPLEXITY: Collaborative Research: Factors Affecting, and Impact of, Diazotraphic Microorganisms in the Western Equatorial Atlantic
生物复杂性:合作研究:西赤道大西洋固氮微生物的影响因素和影响
  • 批准号:
    9912333
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

糖尿病ED中成纤维细胞衰老调控内皮细胞线粒体稳态失衡的机制研究
  • 批准号:
    82371634
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
亚低温调控颅脑创伤急性期神经干细胞Mpc2/Lactate/H3K9lac通路促进神经修复的研究
  • 批准号:
    82371379
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
精氨酸调控骨髓Tregs稳态在脓毒症骨髓功能障碍中的作用研究
  • 批准号:
    82371770
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PRNP调控巨噬细胞M2极化并减弱吞噬功能促进子宫内膜异位症进展的机制研究
  • 批准号:
    82371651
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CBP/p300-HADH轴在基础胰岛素分泌调节中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82370798
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Got2基因对浆细胞样树突状细胞功能的调控及其在系统性红斑狼疮疾病中的作用研究
  • 批准号:
    82371801
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
TIPE2调控巨噬细胞M2极化改善睑板腺功能障碍的作用机制研究
  • 批准号:
    82371028
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PfAP2-R介导的PfCRT转录调控在恶性疟原虫对喹啉类药物抗性中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82372275
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
α-酮戊二酸调控ACMSD介导犬尿氨酸通路代谢重编程在年龄相关性听力损失中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82371150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
mPFC-VTA-NAc多巴胺能投射调控丙泊酚麻醉—觉醒的机制研究
  • 批准号:
    82371284
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Protein tyrosine phosphatase non-receptor 14 in vascular stability and remodeling
蛋白酪氨酸磷酸酶非受体 14 在血管稳定性和重塑中的作用
  • 批准号:
    10660507
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
Protecting children's health by applying novel approaches to assess urban and rural drinking water
应用新方法评估城乡饮用水,保护儿童健康
  • 批准号:
    10724209
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
In-depth molecular studies of dynein transport in the RPE
RPE 中动力蛋白运输的深入分子研究
  • 批准号:
    10573020
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
Elucidating signaling networks in Anterior Segment development, repair and diseases
阐明眼前节发育、修复和疾病中的信号网络
  • 批准号:
    10718122
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
Functions of chromatin remodeler Chd7 in retinal cell development
染色质重塑蛋白 Chd7 在视网膜细胞发育中的功能
  • 批准号:
    10675851
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
Ref-1 in Retinal Neovascularization
Ref-1 在视网膜新生血管中的作用
  • 批准号:
    10679621
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
Vector engineering for non-viral delivery of large genomic DNA to the RPE
用于将大基因组 DNA 非病毒传递至 RPE 的载体工程
  • 批准号:
    10667049
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
Functional plasticity in retinal degenerative disease
视网膜退行性疾病的功能可塑性
  • 批准号:
    10637293
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
Bottom-up and top-down computational modeling approaches to study CMV retinitis
研究 CMV 视网膜炎的自下而上和自上而下的计算模型方法
  • 批准号:
    10748709
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
Anti-Aging Molecule Sirt6 in Neuroprotection in Diabetic Retina
抗衰老分子 Sirt6 对糖尿病视网膜神经保护作用
  • 批准号:
    10568150
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 82.76万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了