Description du projet
Des techniques intelligentes basées sur les données pour modéliser le fonctionnement des molécules biologiques
Les moteurs biologiques, tels que la V1Vo-ATPase, sont des machines moléculaires présentes dans les cellules vivantes qui convertissent l’énergie chimique en travail mécanique avec une efficacité remarquable. La compréhension de l’image au niveau atomique de leurs transitions millisecondes entre les états fonctionnels est toutefois complexe en raison de limitations de calcul. Le projet MilliInMicro, financé par le CER, propose une approche globale pour relier les simulations à l’échelle de la microseconde aux processus biologiques à l’échelle de la milliseconde. Les chercheurs feront appel à des méthodes basées sur les données pour déterminer les coordonnées des réactions clés avec des algorithmes avancés pour cartographier les voies de l’énergie libre. Ils accéléreront également le processus d’exploration de ces voies en utilisant des méthodes avancées qui cartographient des paysages énergétiques complexes beaucoup plus rapidement que les techniques existantes. Les résultats du projet pourraient éclairer les effets des mutations pathologiques et guider la conception de cellules artificielles.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
- sciences naturelles sciences biologiques génétique mutation
- ingénierie et technologie génie électrique, génie électronique, génie de l’information ingénierie électronique matériel informatique supercalculateur
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Mots‑clés
Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMME PRINCIPAL
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-ADG
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La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.
75794 PARIS
France
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.