Projektbeschreibung
Neue Methoden für das Design von Biokatalysatoren der nächsten Generation
Die gerichtete Evolution hat den Einsatz von Enzymen in der Industrie vorangetrieben, indem sie die Anpassung an spezifische Bedürfnisse ermöglicht. Methoden der kontinuierlichen Evolution rationalisieren diesen Prozess innerhalb eines sich replizierenden Organismus und ermöglichen so die schnelle Entwicklung effizienter Enzyme. Die meisten Ansätze konzentrieren sich jedoch auf Modellenzyme mit begrenzten industriellen Anwendungsmöglichkeiten. Das ERC-finanzierte Projekt ContiZymes wird das Potenzial der kontinuierlichen Evolution durch den Aufbau einer Low-Tech-Plattform für die Kreislaufwirtschaft von Biokatalysatoren erweitern. Dazu wird es ein vielseitiges Selektionssystem mit Gendiversifizierungs-Strategien und eine autonome Laboreinrichtung für kontinuierliches Bakterienwachstum integrieren. Diese Integration wird es ermöglichen, evolutionäre Pfade zu erforschen, um Herausforderungen bei Kohlenstoff-Kohlenstoff-, Kohlenstoff-Halogen- und Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungsreaktionen anzugehen, Enzyme zu entwickeln und gleichzeitig ihre Fitnesslandschaften zu kartieren, um die bedarfsgerechte Entwicklung von Biokatalysatoren der nächsten Generation zu ermöglichen.
Ziel
Directed evolution has revolutionized the application of enzymes in industrial settings by allowing users to tailor the properties and activities of biocatalysts to their needs. But classic directed evolution is notoriously labor- and time-intensive, as it manually stages mutation, selection, and amplification cycles. In contrast, continuous evolution (CE) approaches aim to achieve these steps within a replicating organism, making it possible to engineer efficient enzymes in a matter of days rather than months or years. Unfortunately, current CE approaches are typically applicable only to model enzymes with little industrial value.
To unleash the full potential of CE, we will develop a scalable, low-tech CE platform, which is readily applicable to biocatalysts that provide value-added products. Toward this end, we will merge a versatile selection system we recently developed with strategies to diversify the genes of targeted enzymes in vivo and an autonomous setup to grow bacterial populations continuously. Combined the resulting CE-platform will enable us to engineer biocatalysts along many and long evolutionary trajectories. Moreover, analyzing the fate of these populations by sequencing will allow us to map the sequence-structure-function relationships of these biocatalysts. Based on the systematic datasets generated in these efforts, we will train machine-learning (ML)-models to predict functional sequences. Lastly, in a ML-directed CE approach, we will establish a design-build-test-learn cycle to improve models and guide CEs toward promising, but otherwise inaccessible sequence spaces.
Overall, ContiZymes will overcome unaddressed challenges associated with the application of biocatalysts that promote sought-after C-C, C-halogen, and C-N-bond forming reactions. We will not only engineer these enzymes at an unprecedented rate and scale, but also map their fitness landscapes and take a critical step toward the on-demand design of next-generation biocatalyst
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).
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.
9712CP Groningen
Niederlande
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.