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Imaging Ultrafast Single Particle Macromolecular Dynamics with X-ray Lasers

Descrizione del progetto

Luce, «motore», azione: istantanee di proteine in movimento

Le proteine si trovano ovunque e i loro cambiamenti conformazionali dinamici sono alla base di processi virtualmente illimitati nelle cellule. L’acquisizione di istantanee tridimensionali di questi cambiamenti nel tempo consentirebbe di ottenere informazioni essenziali su processi quali la catalisi enzimatica, la trasduzione del segnale e il ripiegamento delle proteine. Le proteine sono però flessibili e delicate, il che rende difficile lo studio delle loro strutture. Il progetto FemtoPix, finanziato dal CER, prevede di trasformare in realtà l’imaging ultraveloce di singole proteine idratate utilizzando la tecnologia dei laser a elettroni liberi a raggi X. Il team svilupperà una diagnostica per campioni di dimensioni nanometriche, una nuova strumentazione per la consegna dei campioni per consentire l’imaging a diffrazione dei raggi X di singole proteine e un approccio per l’imaging a risoluzione temporale di singole proteine utilizzando la gamma di energia dei raggi X molli. Ciò aprirà la strada alla registrazione di film molecolari.

Obiettivo

Conformational dynamics are crucial for the functioning of most macromolecules and a deeper understanding of these motions holds great promise for future discoveries in biology. But it is difficult to probe the structure of macromolecules away from their most stable conformations, and time-resolved studies remain limited by the available techniques.

Today a new generation of XFELs is growing. The extremely short pulse duration, high pulse intensity and repetition rate of these lasers offer new research opportunities in physics, chemistry, and biology.

Since the first XFELs were proposed, the idea of obtaining images of individual proteins frozen in time has fascinated and inspired many, and we have been at the forefront of this quest. The combination of advances in XFEL technology with ESI has brought the dream of imaging hydrated single proteins by X-ray diffraction within reach.

Currently time-resolved studies in solution in the sub-ms range are done through solution X-ray scattering or spectroscopic methods, but they can only provide limited structural information. XFELs provide a way to dramatically improve our understanding of these time-scales. This proposal aims to develop the science and technology to make ultrafast single-protein imaging a reality, through a three-step approach: (I) develop diagnostics suitable for nanosized samples, (II) enable single protein X-ray diffraction imaging through new sample delivery instrumentation, (III) perform time-resolved single protein imaging experiments using the unexplored tender X-ray energy range.

Ultrafast imaging of macromolecules will reveal new horizons. As a single-molecule method with high time-resolution, it enables imaging the structural changes associated with fundamental processes such as enzyme catalysis, allosteric signal transduction or even protein folding. It also opens a way to record molecular movies and mapping the conformational landscape of isolated macromolecules for the first time.

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.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

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.

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.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

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-2022-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UPPSALA UNIVERSITET
Contributo netto dell'UE

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.

€ 2 000 000,00
Indirizzo
VON KRAEMERS ALLE 4
751 05 Uppsala
Svezia

Mostra sulla mappa

Regione
Östra Sverige Östra Mellansverige Uppsala län
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

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.

€ 2 000 000,00

Beneficiari (1)

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