Descripción del proyecto
Técnicas inteligentes basadas en datos para modelizar el funcionamiento de moléculas biológicas
Los motores biológicos, como la V1Vo-ATPasa, son máquinas moleculares presentes en las células vivas y que convierten la energía química en trabajo mecánico con gran eficacia. Sin embargo, comprender la dinámica de sus transiciones entre estados funcionales a nivel atómico, que ocurren en milisegundos, es complejo debido a las limitaciones computacionales. El proyecto MilliInMicro, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, propone un planteamiento holístico para combinar simulaciones a escala de microsegundos con procesos biológicos a escala de milisegundos. Los investigadores utilizarán métodos basados en datos para determinar las coordenadas clave de las reacciones con algoritmos avanzados para delinear rutas de energía libre. También promoverán el proceso de análisis de estas vías con métodos avanzados, que permiten identificar paisajes energéticos complejos mucho más rápido que las técnicas actuales. Los resultados del proyecto podrían esclarecer los efectos de mutaciones causantes de enfermedades y guiar el diseño de células artificiales.
Objetivo
Complete understanding of how complex biological objects operate and fulfill their cellular role requires at its core a detailed picture of the millisecond (ms) conformational transitions between functional states. Computational investigation of such ms–events is thwarted by our difficulty—and often impossibility—to identify and sample efficiently the relevant degrees of freedom at play, as well as the current limitation of all-atom molecular dynamics to the microsecond (μs) timescale on common computer architectures. Guided by concrete biological questions that experiment alone has hitherto proven unable to address, we propose a holistic approach to bridge affordable μs–computer simulations and ms–biological processes without the aid of a special-purpose supercomputer. To meet this grand theoretical challenge, we will associate two powerful developments to make the quantum leap, and open a breadth of applications, scaling up to very large biological objects, so far inaccessible to μs–timescale computer simulations. First, we will determine the reaction coordinate in an unprecedented combination of data- driven discovery of collective variables and advanced algorithms to find the minimum free-energy pathway that connects the end states of the conformational transition. Second, we will accelerate sampling along this pathway by associating ergodic schemes to a novel approach that maps complex free-energy landscapes significantly faster than its competitors. We will apply this methodology to a V1Vo–ATPase, a complete ATP–driven biological motor that converts over the ms–timescale the chemical energy of ATP hydrolysis into mechanical work, with minimalist dissipation. Beyond illuminating the allosteric pathways that underlie the conformational transition, atomic-level description of the rotary-catalysis milestones will shed new light on the effects of pathological mutations altering ATP activity, while helping engineer artificial cells with accelerated ATP turnover.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
- ciencias naturales ciencias biológicas genética mutación
- ingeniería y tecnología ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información ingeniería electrónica hardware informático superordenador
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Palabras clave
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
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Programa(s)
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMA PRINCIPAL
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Tema(s)
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Régimen de financiación
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Convocatoria de propuestas
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2022-ADG
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Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.
75794 PARIS
Francia
Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.