Descrizione del progetto
Il forte accoppiamento luce-materia aiuta a combattere le malattie da errato ripiegamento proteico
Le macromolecole come le proteine e il DNA, essenziali per le funzioni vitali, derivano le loro funzioni dalla loro struttura 3D. Patologie come la malattia di Alzheimer e il Parkinson sono causate da un errato ripiegamento proteico, che rende la modifica non invasiva della struttura una sfida enorme in microbiologia. Lo studio del forte accoppiamento (SC, strong coupling) tra luce e materia potrebbe fornire delle risposte. Recenti scoperte hanno dimostrato che le macromolecole presentano vibrazioni delocalizzate nella loro struttura 3D nella gamma dei terahertz (THz). Le loro funzioni potrebbero essere alterate applicando il forte accoppiamento a queste vibrazioni. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto TUSCany sfrutterà i dispositivi THz di microfotonica e nanofotonica per comprendere il forte accoppiamento vibrazionale nella gamma dei THz delle macromolecole. I risultati del progetto potrebbero avere implicazioni per nuovi trattamenti delle malattie causate dall’aggregazione delle proteine.
Obiettivo
MacroMolecules (e.g Proteins, DNA) carry out most of the functions of the living and these functions come from their 3D-structure. For instance, foldopathy like Alzheimer’s and Parkinson’s disease are caused by misfolding of proteins. Modifying this structure non-invasively is consequently a tremendous challenge for both microbiology research and applications.
Besides, light-Matter strong coupling (SC) occurs when a material is located at a high density of state of a photonic mode resonant with one of its transitions. Extensively studied in optics and quantum physics, SC recently gave exciting results in chemistry with the demonstration of its ability to change the product ratio of several chemical reactions.
Experimental and theoretical results unveil that macromolecules have delocalized vibrations over their whole 3D-structure in the Terahertz (THz) range. Therefore, one can ask if the functions of macromolecules can be modified by implementing strong coupling on the vibration of macromolecules in the THz.
In Tuscany, I will develop µ/nano THz photonics devices and experiments to establish reliable methods for macromolecules THz spectroscopy from cryogenic to body temperatures on samples from the single macromolecules to the cell culture. Then, I will demonstrate vibrational SC in the THz on these samples. Finally, I will demonstrate that the function of macromolecules, including catalysis and macromolecules assembly can be modified by selectively coupling individual vibrational modes from the single macromolecules up to in vivo experiments with prion propagation and viral capsid assembly.
My overall aim is to understand in detail the vibrational strong coupling in the THz range for macromolecules and make it a useful tool for biochemists and biophysicists. In the longer term, I hope this knowledge will seed the design of new approaches in µbiology leading to medical treatments impeding the proteins aggregation and ultimately the evolution of the foldopathies.
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 genetica DNA
- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine
- scienze naturali scienze chimiche catalisi
- scienze naturali scienze biologiche microbiologia
- 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).
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.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - 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.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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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-2022-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.
75794 Paris
Francia
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.