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Engineering biological timers and their applications

Projektbeschreibung

Entwicklung von Zeitgeber-Genschaltkreisen zur Steuerung des Zeitplans zellulärer Prozesse

Zellen müssen bestimmte Funktionen nach einem Zeitplan ausführen, ähnlich wie das Management, das ein Unternehmen leitet. Um diese Zeitpläne umzusetzen, verfügen Zellen über innere „Uhren“, die die Dauer der verschiedenen Prozesse oder die Häufigkeit ihres Auftretens steuern. Gesteuerte Funktionen können sich im Laufe eines Tages (zirkadiane Uhr) oder über Tage, Monate oder länger hinweg ändern. Gegenwärtig kann die Wissenschaft zelluläre Vorgänge nur durch externe Eingriffe zu Zeiten steuern, die von menschlichen Uhren diktiert werden, oder durch molekulare Oszillatoren, die nur sich wiederholende Prozesse modulieren können. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts TICK-TOCK Do and Die sollen Zeitgeber-Genschaltkreise in das Bakterium Escherichia coli eingebaut werden, die möglicherweise die bahnbrechende Fähigkeit freisetzen, die Zeit in Zellen zu berechnen und bestimmte zelluläre Aktionen zu gewünschten Zeitpunkten zu programmieren.

Ziel

Living cells are endowed with encoded programs that allow them to execute vital tasks and respond to relevant stimuli. The use of analogous (synthetic) programs has an enormous potential, yet we are highly limited in our ability to program cellular actions over time. We rely on precisely-timed human intervention or on molecular oscillators that control repetitive processes, but we are still unable to program cells to autonomously execute custom actions at desired times.

I now intend to make a big leap toward this goal by producing control systems (molecular timers) and associated, ready-to-use applications, for the precise and self-sufficient control of cellular actions over time. Specifically, I will engineer timer gene circuits into E. coli that compute time and perform desired actions at specified moments. Timers will be highly programmable, re-usable, and scalable, and I will exploit their potential by using them for different applications, including bioproduction and biosensing.

In sum, I will develop the highly-needed, ground-breaking ability to measure and program time in cells. My results will unleash a myriad of new possibilities, both fundamental and applied.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSIDAD POMPEU FABRA
Netto-EU-Beitrag
€ 2 327 816,00
Adresse
PLACA DE LA MERCE, 10-12
08002 Barcelona
Spanien
Region
Este Cataluña Barcelona
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 2 327 816,00

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