Projektbeschreibung
Siliziumdioxid-„Blase“ beherbergt technisch veränderte Enzymkaskaden und verbessert deren Effizienz
Enzyme sind Katalysatoren der Natur, die für das Leben und die Gesundheit von zentraler Bedeutung sind und bei Krankheiten eine wichtige Rolle spielen. Ihre Funktionsfähigkeit hängt davon ab, wie gut die Enzyme geschützt sind, sowie von weiteren Molekülen einschließlich Kofaktoren und deren Substraten, an die sie sich binden. In der Natur wird häufig durch Verkapselung sichergestellt, dass sich diese Moleküle in der Nähe befinden, sodass die Enzyme ihre Arbeit effizient und vor schädlichen Faktoren geschützt verrichten können. Um die Aktivität und Effektivität von Multienzymsystemen zu verbessern, besteht das Ziel des ERC-finanzierten Projekts NanoCat darin, künstliche Mikrokompartimente zu entwickeln, die alle Zutaten für hocheffiziente Enzymkaskaden beinhalten und in Organismen funktionieren, in denen sie natürlicherweise nicht vorkommen. Bei der Lösung wird biokompatibles Siliziumdioxid genutzt, um das die Enzyme beherbergende DNS-Origami zu verkapseln.
Ziel
All life is dependent on enzymatic reactions and functional enzyme cascades have been evolutionary optimized. Yet, introducing “foreign” enzymes into other organisms through genetic engineering often results in reduced or no enzymatic activity. In nature enzymatic activity and efficiency are often enhanced by encapsulation of enzymes in microcompartments resulting in protection and rate enhancement through high local concentrations of enzymes, co-factors and substrates. In NanoCat I will engineer artificial microcompartments hosting highly efficient enzyme cascades that are operational in organisms where they do not naturally occur. The approach is based on my recently developed method to controllably template silica nanostructures by DNA origami. These inorganic materials retain the attractive features of DNA origami like precise localization and number placement of proteins of interest. Combining the power of DNA nanotechnology with the sturdiness and biocompatibility of silica as artificial enzyme-hosting microcompartments, I now have a highly disruptive tool at hand that has the power to outperform standard biological methods and be a true game changer. NanoCat is a novel approach to assemble complex enzymes outside of their natural environments to address health issues, global carbon emissions and plant fertilizers, something that current biological methods struggle to do. The immense demand in today’s agricultural, climate and health needs urgently calls for engineered systems with full control over size, shape and functionalizability to enhance enzymatic activity and endow organisms with new and improved properties. NanoCat aims to provide a solution to these issues through the assembly of artificial enzyme-hosting microcompartments from silicified DNA origami with universal applicability, which I will exemplify through the formation of “carboxy-, nitrogy- and galactysomes” for CO2/nitrogen fixation and the cellular delivery of essential lysosomal enzymes.
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.
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.
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Genetik DNS
- Technik und Technologie Nanotechnologie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine Enzym
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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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.
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.
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
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG
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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.
44227 Dortmund
Deutschland
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.