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Engineering of bacteria to see light

Projektbeschreibung

Auf Licht reagierende Bakterien für die Fernsteuerung und Medikamentenverabreichung

Die Wissenschaftler müssen sich mit mehreren Fragen in Bezug auf Bakterien und ihre Fähigkeit zur Wahrnehmung von Licht durch künstlich hergestellte exogene Phototransducer befassen. Konkret gefragt: Können Bakterien auf verschiedene Photostimulationsmethoden reagieren, die auf molekularen Anregungszuständen beruhen? Das ERC-finanzierte Projekt EOS zielt darauf ab, biohybride lebende Materialien zu entwickeln, die Licht wahrnehmen und Fernsteuerungs-Aufgaben wie die Verabreichung von Medikamenten übernehmen können. Das Projekt zielt darauf ab, nicht-photosynthetische, bewegliche Bakterien auf minimalinvasive Weise lichtempfindlich zu machen. Mit einer Methode, die als optobakterielle Stimulation bezeichnet wird, wird es Licht zur Fernsteuerung von Bakterien einsetzen und phototransduzierende Materialien verwenden, die sich ohne Veränderungen an Bakterien anlagern. Dieser Mechanismus verbindet die Wechselwirkungen des Lichts mit der Bewegung der Bakterien. Im Rahmen des Projekts wird zudem die phototaktische Steuerung von „augenlosen“ Bakterien im Magen-Darm-Trakt demonstriert, was den Weg für biokompatible Mikroschwimmer ebnet.

Ziel

EOS wants to create a new class of biohybrid living materials capable to perceive light and perform tasks remotely (i.e. drug delivery in hard-to-reach body locations). I propose to achieve this by inducing light sensitivity into non-photosynthetic motile bacteria at minimum invasiveness and complexity. Based on the notion that the active manipulation of the bacteria membrane potential allows controlling bacterial functions, including motion, EOS challenge is how to trigger effectively a membrane potential dynamics. EOS will employ a materials-based approach that I call “optobacterial-stimulation” and is composed by two key ingredients: i. light as a spatiotemporal precise tool that can control bacteria remotely; ii. phototransducing organic materials that associate spontaneously with bacterial cells without the need for neither covalent attachment nor genetic modification. The phototransducing mechanism stems from the “cross-talking” between molecular excitations and the polarization state of cells. The photoinduced membrane potential dynamics is ultimately linked to ion motive force, and thus to the bacterial flagellar motor. All these abovementioned elements have in common the study of light-matter interaction, which represents my main research interest in the last decade. Using optobacterial-stimulation I will answer to three outstanding questions that are related to each other and shape EOS objectives: i. can we engineer bacteria to perceive light through exogenous phototransducers? ii. are bacteria able to perceive different photostimulation approaches, as dictated by molecular excited states, in terms of membrane potential dynamics and motion? iii. can we understand the relationship between the fate of excited states and bacterial function? In the case study, I will demonstrate phototactic guidance of “eyeless” bacteria that are competent to swim in the gastrointestinal tract, with the view to develop intrinsically bio-compatible microswimmers.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG

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

Gastgebende Einrichtung

POLITECNICO DI MILANO
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 500 000,00
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italien

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Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 500 000,00

Begünstigte (1)

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