RoL: EAGER: DESYN-C3: Using synthetic energy-harvesting materials at the cell surface to reduce low potential ferredoxins within the cytosol for metabolic applications

RoL:EAGER:DESYN-C3:在细胞表面使用合成能量收集材料来减少细胞质内的低电位铁氧还蛋白,用于代谢应用

基本信息

  • 批准号:
    1843556
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-01 至 2021-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Cells utilize many chemical sources of energy. Photosynthetic cells can use sunlight to create chemical bonds that store energy. That energy is used to shuttle electrons around the cell, driving reactions. Despite that, cells cannot utilize external sources of electrical energy directly. If they could utilize electricity as a power source, that would greatly reduce the burden on the cell to create energy on site, freeing it to be directed to more productive activities. This project is an attempt to create a cellular interface that allows that to happen. The external power source will be electricity generated by solar panels. The electricity will drive the production of an amino acid. Graduate students and undergraduates will be trained in advanced bioelectronics research techniques. The goal of this project is to build a modular cell-material interface that couples external electrical energy sources to the reduction of ferredoxins. The material side of the interface will enable attachment to a range of energy harvesting devices. The cell side will facilitate the transport of low potential electrons across the cell membrane to a ferredoxin, which will then be used to enhance the production of a reduced metabolite, the amino acid cysteine. The first objective is to engineer efficient electron transfer across the membrane. A high-throughput selection will be used to couple the growth of Escherichia coli to the electron cycling efficiency of low potential ferredoxin (Fd) electron carriers. The second objective is to build a biocompatible material (an organic electrode) that functions as a cell-surface coupling module. Diffusible mediators will be incorporated into the electrode and the effectiveness of organic phospholipids in mediating long-range electron transfer will be examined. The final objective is to use biological-organic hybrids to increase metabolic pathway yields and characterize electron transfer efficiencies. The interfaces arising from this project will be modular, and potentially useful in powering natural and synthetic cell processes.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
细胞利用许多化学能源。光合细胞可以利用阳光产生化学键来储存能量。该能量用于使电子在细胞周围穿梭,从而驱动反应。尽管如此,细胞不能直接利用外部电能。如果他们能够利用电力作为动力来源,这将大大减轻电池在现场产生能量的负担,使其能够用于更具生产力的活动。该项目试图创建一个允许这种情况发生的蜂窝接口。外部电源将是太阳能电池板产生的电力。电力将驱动氨基酸的生产。 研究生和本科生将接受先进生物电子研究技术的培训。该项目的目标是建立一个模块化的细胞-材料界面,将外部电能与铁氧还蛋白的还原耦合起来。接口的材料侧将能够连接到一系列能量收集设备。细胞侧将促进低电势电子穿过细胞膜传输至铁氧还蛋白,然后铁氧还蛋白将用于增强还原代谢物氨基酸半胱氨酸的产生。第一个目标是设计有效的跨膜电子转移。高通量选择将用于将大肠杆菌的生长与低电势铁氧还蛋白(Fd)电子载体的电子循环效率耦合起来。第二个目标是构建一种具有细胞表面耦合模块功能的生物相容性材料(有机电极)。扩散介体将被纳入电极中,并且将检查有机磷脂在介导长程电子转移方面的有效性。最终目标是利用生物有机杂化物来提高代谢途径产量并表征电子转移效率。 该项目产生的接口将是模块化的,并且可能有助于为天然和合成细胞过程提供动力。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Recombination of 2Fe-2S Ferredoxins Reveals Differences in the Inheritance of Thermostability and Midpoint Potential
  • DOI:
    10.1021/acssynbio.0c00303
  • 发表时间:
    2020-12-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Campbell, Ian J.;Kahanda, Dimithree;Silberg, Jonathan J.
  • 通讯作者:
    Silberg, Jonathan J.
{{ 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 }}

George Bennett其他文献

Analysis of methods used to validate remote sensing and GIS-based groundwater potential maps in the last two decades: A review
  • DOI:
    10.1016/j.geogeo.2023.100245
  • 发表时间:
    2023-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    George Bennett
  • 通讯作者:
    George Bennett

George Bennett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('George Bennett', 18)}}的其他基金

REU Site: Interdisciplinary Program in Multi-scale Biological Networks
REU 站点:多尺度生物网络跨学科项目
  • 批准号:
    1262296
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Generation of biofuels from abundant non-digestible oilseed components
利用丰富的不易消化的油籽成分生产生物燃料
  • 批准号:
    1033552
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
REU Site: Interdisciplinary Program in Multi-scale Biomolecular Networks
REU 网站:多尺度生物分子网络跨学科项目
  • 批准号:
    1004853
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Transforming Organizations to Maximize Engineering Student Learning across the Texas A&M University System
变革组织以最大限度地提高德克萨斯州工程学生的学习能力
  • 批准号:
    0806022
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Genomic Approaches to Metabolic Engineering of Solventogenic Clostridia
合作研究:产溶剂梭菌代谢工程的基因组方法
  • 批准号:
    0418289
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
LC/MS to Enhance Project-Based Laboratories
LC/MS 增强项目实验室
  • 批准号:
    0126135
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Genetic Analysis and Metabolic Engineering of Solventogenic Clostridia
合作研究:产溶剂梭菌的遗传分析和代谢工程
  • 批准号:
    0001288
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing grant
Green Chemistry: Characterization of Optically-Active Compounds as a Means for Introducing Chemistry, Nursing, and Non-Science Majors to Environmentally-Benign Laboratory Methods
绿色化学:光学活性化合物的表征作为向化学、护理和非科学专业介绍环境友好的实验室方法的手段
  • 批准号:
    9952602
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Genetic Analysis and Metabolic Engineering of Solventogenic Clostridia
合作研究:产溶剂梭菌的遗传分析和代谢工程
  • 批准号:
    9604562
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing grant
Houghton College -- Connection to the Internet
霍顿学院——连接互联网
  • 批准号:
    9412975
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

渴望及其对农村居民收入差距的影响研究
  • 批准号:
    71903117
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
威胁应对视角下的消费者触摸渴望及其补偿机制研究
  • 批准号:
    71502075
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    17.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

RoL: EAGER: DESYN-C Spontaneously Synthesized RNA Protocells for Biological Catalysis
RoL:EAGER:DESYN-C 自发合成的 RNA 原始细胞用于生物催化
  • 批准号:
    1844119
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RoL:EAGER: DESYN-C3. Bottom-up Synthetic Cells Capable of Darwinism, the Archetypal Trait of Life
ROL:渴望:DESYN-C3。
  • 批准号:
    1844290
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RoL: EAGER: DESYN-C3: Synthetic Biogenesis of Eukaryotic Cells
RoL:EAGER:DESYN-C3:真核细胞的合成生物发生
  • 批准号:
    1844299
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RoL: EAGER: DESYN-C3: A Self-evolving independent ATP battery for Pseudocells
RoL:EAGER:DESYN-C3:用于伪细胞的自我进化独立 ATP 电池
  • 批准号:
    1844310
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RoL:EAGER:DESYN-C3: Engineering Microbial Differentiation
RoL:EAGER:DESYN-C3:工程微生物分化
  • 批准号:
    1844289
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了