Descrizione del progetto
Il ruolo dei meccanoradicali nella meccanosensibilità e nell’invecchiamento del collagene
È noto da tempo che i polimeri sintetici sottoposti a stress meccanico generano meccanoradicali mediante rottura dei legami chimici. La natura e la rilevanza biologica dei meccanoradicali nelle proteine rimangono sconosciute. Eppure il collagene è la principale proteina strutturale di numerosi tessuti connettivi organici, il cui invecchiamento è un problema fondamentale in campo sanitario. Il progetto RADICOL, finanziato dall’UE, si propone di indagare il ruolo dei meccanoradicali nell’invecchiamento dei biomateriali con un approccio computazionale e sperimentale. I calcoli di chimica quantistica e le simulazioni di dinamica molecolare permetteranno di identificare i legami e le successive reazioni radicali nel collagene atomistico. Queste previsioni computazionali saranno poi testate da esperimenti biochimici e biofisici. Il progetto getterà nuova luce sulla meccanosensibilità biologica e sull’invecchiamento.
Obiettivo
Our tissues, in particular collagen as the most abundant protein in our body, are constantly exposed to mechanical loads, reaching multiples of the body weight. In artificial polymers, mechanical loads are known for a century to cause radical formation and chemical degradation processes. Mechanoradicals from bond ruptures, being highly reactive and oxidising, deteriorate the material, leading to stiffening and ageing. Ageing of organic tissue is a fundamental problem in health and disease, but a role of mechanoradicals has been a blind spot. Our simple but novel idea is to test the role of mechanoradicals for ageing of biomaterials. As a starting point, we have recently uncovered mechanoradicals in tensed tendon collagen. They readily react with water to form reactive oxygen species (ROS), key signalling molecules in a multitude of physiological processes including ageing.
I hypothesise that mechanoradicals generate a feedback loop resulting in accelerated collagen ageing. Using a scale-bridging combined computational and experimental approach, I will dissect the full lifecycle of mechanoradicals in collagen, from bond scission and radical migration to ROS formation, to uncover new mechanisms of radical-mediated ageing. We will perform quantum chemical calculations and Molecular Dynamics (MD) simulations, including a new reactive Monte Carlo/MD scheme, to identify scissile bonds and subsequent radical reactions in atomistic collagen I fibril models. For validation, a combination of electron-paramagnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry and other biophysical experiments will be employed to measure degradation pathways, radicals and ROS under varying crosslink densities and types as present in young, aged and diseased tendon tissues.
RADICOL will establish protein mechanoradicals as an as yet uncovered source of oxidative stress, and as a new paradigm of biological mechanosensation and ageing.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine
- scienze naturali scienze chimiche scienze dei polimeri
- ingegneria e tecnologia biotecnologia industriale biomateriale
- scienze naturali scienze fisiche ottica spettroscopia
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
ERC-COG - Consolidator Grant
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-COG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
69117 Heidelberg
Germania
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.