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Uncovering Protein Mechanics in Physiology and Disease

Description du projet

Explorer les perturbations de la mécanique de la titine

Jouant un rôle central dans les processus cellulaires, les protéines font aujourd’hui l’objet de travaux d’ingénierie. On sait que la mécanique des protéines contribue à la fonction des systèmes biologiques. La question est de savoir si et comment une altération de la mécanique des protéines peut déclencher une maladie, en particulier dans des conditions mécaniques telles que les cardiomyopathies. Le projet ProtMechanics-Live, financé par le CER, s’appuiera sur une expertise unique en mécanique et ingénierie des protéines, en biophysique, en biochimie et en biologie cardiovasculaire. Son objectif est de permettre l’étude des protéines mécaniques dans leur contexte physiologique pertinent sur le plan fonctionnel. Plus précisément, le projet appliquera des outils inédits à la titine, la plus grande protéine connue. Il permettra d’explorer comment les perturbations de la mécanique de la titine entraînent une altération de la génération de force, de la mécanosensibilité, de la mécanotransduction, de la différenciation et de la prolifération des cardiomyocytes.

Objectif

Protein mechanics is a key contributor to the form and function of biological systems by mechanisms that are just starting to be unraveled. An ensuing hypothesis is that alteration of protein mechanics can trigger disease, particularly in mechanical conditions such as cardiomyopathies in which primordial underlying molecular mechanisms remain elusive. Although tempting, this possibility has not been tested due to the absence of methods that can modulate the mechanics of proteins in vivo. My proposal aims to overcome technical barriers to scientific progress by establishing manipulation of protein mechanics in living cells and animals as a new research field. In aim 1, we will address current technological limitations through the generation of genetic, protein-engineering-based mechanical loss- and gain-of-function models to interfere acutely and reversibly with protein mechanics in living systems (mLOF and mGOF, respectively). We will apply these first-of-their-kind tools to the giant protein titin, a major contributor to the force-generating and sensing properties of cardiomyocytes with strong links with heart disease, and a workhorse protein that has been instrumental in the past to understand the biophysics of polypeptides under force. In aim 2, we will exploit cellular mLOF and mGOF to define how perturbations of titin mechanics result in altered cardiomyocyte force generation, mechanosensing, mechanotransduction, differentiation and proliferation. Leveraging on our cell studies, in aim 3 we will use murine mLOF and mGOF to shed light into the contribution of titin mechanics to the onset and progression of genetic and acquired cardiomyopathy. ProtMechanics-Live builds on our unique expertise in protein mechanics and engineering, biophysics, biochemistry and cardiovascular biology to enable investigation of mechanical proteins in their functionally relevant, physiological context

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIONES CARDIOVASCULARES CARLOS III (F.S.P.)
Contribution nette de l'UE
€ 2 000 000,00
Adresse
CALLE MELCHOR FERNANDEZ ALMAGRO 3
28029 Madrid
Espagne
Région
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 2 000 000,00

Bénéficiaires (1)