Project

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ESCAPE: strEss response pathways in Chlamydomonas reinhArdtii and PalmElloid formation

English title ESCAPE: strEss response pathways in Chlamydomonas reinhArdtii and PalmElloid formation
Applicant Cheloni Giulia
Number 183778
Funding scheme Marie Heim-Voegtlin grants
Research institution Institut F.-A. Forel Université de Genève
Institution of higher education University of Geneva - GE
Main discipline Environmental Research
Start/End 01.12.2018 - 31.05.2019
Approved amount 47'447.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Environmental Research
Other disciplines of Environmental Sciences

Keywords (6)

morphological plasticity; palmelloid; micropollutants; evolution of multicellularity; stress response; Chlamydomonas reinhardtii

Lay Summary (Italian)

Lead
L’antropizzazione è spesso la causa del rilascio di numerosi tipi di molecole inquinanti nell’ambiente. I microrganismi fotosintatici hanno un ruolo chiave negli ambienti acquatici ed allo stesso tempo sono tra gli organismi piu sensibili alla presenza di sostanze xenobionti. Tali organismsi possono attivare diverse risposte cellulari che permettono loro di mantenere l’omeostasi e sopportare condizioni ambientali sfavorevoli come ad esempio la carenza di nutrienti o il cambiamento di temperatura. Tuttavia sono ancora poche le informazioni disponibili sulle strategie cellulari di risposta allo stress attivate da microrganismi fotosintatici in presenza di molecole inquinanti.
Lay summary

Soggetto e Obiettivi

Lo scopo di questo progetto è di descrivere i meccanismi di acclimazione allo stress indotto da inquinanti ambientali. Nello specifico ci focalizzeremo sui cambiamenti morfologici dell’alga Chlamydomonas reinhardtii e sulla formazione di colonie palmelloidi in risposta allo stress. Chlamydomonas è un alga unicellulare, generalmente flagellata che puo formare colonie in presenza di condizioni ambientali avverse. Nel nostro lavoro precedente abbiamo evidenziato come la formazione di tali colonie sia associata alla presenza di multipli strati di parete cellulare che circondano le cellule figlie in seguito alla divisione cellulare della cellula madre. Nel presente progetto ci focalizzeremo sul ruolo dei multipli strati di parete cellulare come possibile barriera che protegge le cellule figlie dalla presenza di sostanze tossiche.

Contesto socio-scientifico

Il presente progetto permettera di fare luce sui processi cellulari attivati dai microrganismi fotosintatici acquatici in risposta alla presenza di sostanze chimiche xenobionti. Tali processi sono di primaria importanza allo scopo di meglio comprendere la capacita di acclimazione e l’eventuale adattamento degli organismi agli stress ambientali. I risultati di questo progetto potranno avere importanti ricadute nel campo della tossicologia ambientale, cosi come nell ambito dell’evoluzione della multicellularita nel regno delle Piante.

Direct link to Lay Summary Last update: 27.11.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Guichard Lab, University of Geneva Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
NPAC neuchatel Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Bioimaging center University of Geneva Switzerland (Europe)
- Research Infrastructure

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Seminar Individual talk Abiotic stress responses in Chlamydomonas reinhardtii 08.01.2019 BPMP, INRA Supagro Montpellier, France Cheloni Giulia;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
164428 United we stand divided we fall: Chlamydomonas reinhardtii strategy to endure micropollutant toxicity 01.07.2016 Marie Heim-Voegtlin grants

Abstract

Anthropic impact on aquatic environments results in the large release of several chemical stressors in water bodies. Photosynthetic microorganisms play a key role in aquatic environments and are among the most sensitive organism to chemical pollution. Phytoplankton have evolved multiple strategies to maintain cellular homeostasis and endure adverse environmental conditions however, still little is known about micropollutant induced stress response pathways and phenotypic plasticity under long-term exposure to chemical stress. With this project we aim at elucidate the underlying mechanisms of Chlamydomonas reinhardtii acclimation to micropollutants. Specifically we will focus on palmelloid colony formation and its role as morphological response to face micropollutant exposure. C. reinhardtii is a single cell, flagelled phytoplankton organism that was reported to shift from unicellular to colonial lifestyle in presence environmental constraints. Despite the deep knowledge of Chlamydomonas cell biology, the cellular pathways of palmelloid colony formation are still unknown.In our work, a multidisciplinary approach was adopted in which palmelloid formation and micropollutant induced stress response pathways were investigated integrating transcriptomic, microscopy and physiological data. Future work will investigate the role of cell wall in the protection of daughter cells from chemical toxicity. This project will expand the current knowledge on the pathways activated under long-term stress conditions that are of primary importance to deepen our understanding of the processes of acclimation to chemical stressors. What is more it will give an insight on the molecular mechanisms that drive the transition from unicellular to colonial lifestyle.The outcomes of this project are expected to have far-reaching implication in the field of environmental toxicology, phytoplankton stress biology as well as in the evolution of multicellularity in the plant kingdom.
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