Descrizione del progetto
Molecole artificiali per la creazione di vita sintetica
La vita è un mistero, e la vita sintetica dispone delle potenzialità per chiarirne le origini e la sua esistenza altrove; inoltre, può facilitare la creazione di nuovi materiali e catalizzatori. Possiamo sintetizzare la vita? Il progetto SynLife, finanziato dal CER, cerca di rispondere a questa domanda verificandone la possibilità a partire da molecole artificiali, mediante l’impiego di gocce alimentate chimicamente in qualità di compartimenti autosufficienti. Il progetto mira a sviluppare molecole autoreplicanti in grado di mutare e dividersi all’interno di queste gocce, acquisendo in tal modo un’identità. In caso di successo, questo sforzo consentirà di creare un sistema sintetico capace di compiere l’evoluzione darwiniana, rappresentando un significativo progresso nella comprensione della vita. Per di più, i risultati di SynLife avranno implicazioni per la comunità biofisica e rivoluzioneranno la progettazione dei materiali mediante l’integrazione dell’evoluzione darwiniana come strumento di produzione.
Obiettivo
Life is a mystery, with questions about how it emerged and if it exists elsewhere. Synthetic life can bring us closer to answers to these millennia-old questions. It is also extremely powerful to evolve new materials and catalysts, similar to directed evolution with bacteria. It begs the question, can we synthesize life?
SynLife aims to synthesize life from man-made molecules following NASA’s definition:Life is a self-sustaining system capable of Darwinian evolution.
Chemically fueled droplets will be the self-sustaining compartments. These self-dividing droplets compete for fuel (i.e. food) to thrive and will decay without fuel. We will develop self-replicating molecules that can mutate and partition inside of these droplets, so the droplets obtain an identity. For example, a population of droplets with replicator A differs from a population with replicator B. Moreover, these replicators affect the droplet’s phenotype, for example, by helping division or by offering longevity. To date, the combination of self-sustaining droplets and replicators has never been achieved.
Finally, populations of droplets compete with each other. In fueling-starvation experiments, it is expected that, from time to time, a droplet mutates into a better-suited one and passes this information on to the next generation. If we reach this ambitious goal, we have produced a synthetic system capable of Darwinian evolution.
The results will mark a massive step forwards in our understanding of life. It also sheds new light on the molecular mechanisms that may have played a role in the origin of life. It will have implications for the biophysics community, too, as our findings help understand how additives to droplets affect their properties, just like in membraneless organelles.
But, most excitingly, SynLife will change how we think of material design by introducing Darwinian evolution as a manufacturing tool.
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
80333 Muenchen
Germania