Descrizione del progetto
Proteine e recettori, una potenziale base per le reti di comunicazione del futuro
Le tecnologie per la comunicazione e l’elaborazione del segnale ispirate alla natura stanno suscitando interesse a livello globale. Il meccanismo apri e chiudi fornito dall’interazione tra ligando e recettore è in grado di conferire una selettività eccellente, aprendo la porta, per così dire, solo quando viene utilizzata la chiave giusta. Questi tipi di substrati di comunicazioni molecolari potrebbero sostenere nano-reti di dispositivi, in cui le informazioni possono essere scambiate tra di essi mediante l’assorbimento o l’emissione di molecole specifiche. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto REINFORMATION caratterizzerà le interazioni tra ligandi e recettori al fine di ottimizzare la velocità di trasmissione dati e l’affidabilità dei sistemi di comunicazioni molecolari. La comprensione di tali aspetti verrà potenziata da un nuovo test sperimentale e da una piattaforma di convalida comprendente proteine e recettori.
Obiettivo
Molecular Communications (MC) is the nature’s way of networking at nanoscale, observed in almost all biological systems, including bacterial populations and nervous system. MC has been widely studied to enable the networks of artificial nanoscale devices promoting new high-impact applications such as intrabody continuous health monitoring with mobile nanosensor networks. At the core of the natural MC systems lies the ligand-receptor (LR) binding interactions, which provide the selectivity of information transfer. Likewise, LR interactions are essential for artificial MC systems to have a selective and reliable channel/receiver interface in the form of a biorecognition layer consisting of ligand receptors. Recent studies have revealed the dramatic impact of LR interactions on the overall MC performance in terms of channel bandwidth, molecular interference, receiver sensitivity and dynamic range, posing a multi-objective optimisation problem. The aim of REINFORMATION is to understand, optimise and engineer the LR interactions for high data-rate and reliable MC systems. To this end, the project will first deliver a realistic theoretical modelling and optimisation framework for MC accompanied by a microfluidic experimental test and validation platform with graphene aptasensor-based MC receivers. The framework will provide the first experimentally validated micro/nanoscale MC models, and enable the optimisation of binding affinity and kinetic rates of LR interactions from the MC perspective. The optimisation results will guide the rational design of new aptamer receptors for target information-carrying proteins, which will then be implemented on the experimental platform. The project will finally provide novel MC modulation and detection techniques, exploiting the LR interactions for high data-rate and reliable MC. Combining expertise in MC, nanotechnology, and computational biology, the project will remove a major barrier to the development of practical MC applications.
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.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Invito a presentare proposte
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MSCA-IF -Coordinatore
34450 Istanbul
Turchia