Descrizione del progetto
Ingegnerizzare dei circuiti genici timer per controllare la programmazione dei processi cellulari
Le cellule devono eseguire determinate funzioni in base a delle scalette, proprio come un manager che gestisce un’azienda. Per attuare queste scalette, le cellule sono dotate di «orologi» interni che controllano la durata dei diversi processi o la frequenza con cui si verificano. Le funzioni controllate possono cambiare nel corso della giornata (l’orologio circadiano) o nell’arco di giorni, mesi o periodi più lunghi. Attualmente, l’unico modo che abbiamo per controllare le azioni cellulari nel tempo è l’intervento esterno in orari dettati dagli orologi umani o tramite oscillatori molecolari che possono modulare solo processi ripetitivi. Il progetto TICK-TOCK Do and Die, finanziato dal CER, ingegnerizzerà circuiti genetici timer nel batterio Escherichia coli, potenzialmente in grado di liberare la capacità rivoluzionaria di calcolare il tempo nelle cellule e di programmare azioni cellulari specifiche in momenti desiderati.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
08002 Barcelona
Spagna