Descripción del proyecto
La dinámica fluctuante de la materia viva
La materia viva está impulsada por procesos microscópicos energívoros como, por ejemplo, el movimiento de los motores moleculares y la división celular. Esos procesos microscópicos crean fluctuaciones activas fuera de equilibrio que afectan a los procesos biológicos. Sin embargo, a diferencia de las fluctuaciones térmicas, no existe un marco teórico para predecir las fluctuaciones activas. En el proyecto LIVING_FLUCTUATIONS, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, se pretende colmar esta brecha del conocimiento mediante la investigación teórica y la colaboración experimental. En primer lugar, su equipo se propone predecir el espectro de ruido activo a partir de la cinética de unión fuera de equilibrio de las proteínas citoesqueléticas a escala subcelular. En segundo lugar, su objetivo es predecir las propiedades estadísticas de las fluctuaciones de presión debidas a la proliferación celular estocástica a escala tisular. Por último, busca sentar las bases de la hidrodinámica estocástica en materiales vivos, esclareciendo así como las fluctuaciones activas favorecen las funciones biológicas celulares y tisulares.
Objetivo
Living matter is active: It is driven far from thermodynamic equilibrium by irreversible microscopic processes, such as the action of molecular motors and cell division. This microscopic activity generates nonequilibrium fluctuations, which overwhelm thermal noise and impact biological processes across scales, from intracellular transport to tumour formation. However, unlike in the case of thermal fluctuations, we have no theoretical framework like the fluctuation-dissipation theorem to predict the statistical properties of active fluctuations. Here, I propose to address this knowledge gap by means of theoretical research combined with experimental collaborations organized in two aims.
In the first aim, at the subcellular scale, we will predict the spectrum of active noise based on the nonequilibrium binding kinetics of cytoskeletal proteins. To this end, we will coarse-grain a cytoskeletal network model in which detailed balance is explicitly broken at the molecular scale. We will then use the predictions to analyse experimental data and infer features of molecular activity in living cells and in the mitotic spindle.
In the second aim, at the tissue scale, we will predict the statistical properties of active pressure fluctuations due to stochastic cell proliferation, which is itself regulated by pressure. We will establish how this mechanical feedback affects the spectrum of the pressure field in a growing tissue. To this end, we will generalize tools from the renormalization group that were originally developed to study nonequilibrium critical phenomena through the Kardar-Parisi-Zhang equation. We will then collaborate with experimentalists to test our predictions by measuring the spectrum of pressure fluctuations in living tissues for the first time.
Overall, this research will lay the basis of a stochastic hydrodynamics of living materials and, at the same time, reveal how active fluctuations promote biological functions in cells and tissues.
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..
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Palabras clave
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Programa(s)
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-2023-STG
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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.
08007 BARCELONA
España
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.