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Plasmon-Enhanced Nanochannels for Protein Isoforms Tracking and Identification

Projektbeschreibung

Technologische Innovationen für eine bessere Proteinidentifizierung

Die Charakterisierung der von einer Zelle oder einem Organismus produzierten Proteine kann grundlegende Erkenntnisse über zelluläre Prozesse und Krankheitsmechanismen bieten. Daher besteht ein Bedarf an Einzelmolekül-Protein-Sensorik und Sequenzierungsverfahren mit hoher Empfindlichkeit und Spezifität. Ziel des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts Plas-ID ist es, die bestehenden technischen Herausforderungen zu überwinden, die mit der Ablesung in voller Länge und der Identifizierung von Proteinen in geringer Menge verbunden sind, und zwar mithilfe eines Molekülsensors, der eine zweifarbige aminosäurespezifische Markierung verwendet. Die Vorrichtung soll die Bewegung von Proteinen verlangsamen und sie während der Elektrophorese nach ihrer Molekülmasse trennen. Damit soll ein diagnostisches Instrument bereitgestellt werden, mit dem die Rolle klinisch relevanter Isoformen des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors identifiziert und geprüft werden kann.

Ziel

Single-molecule protein sensing and sequencing technologies are emerging on the horizon as new powerful tools, which ultimate goal is the characterization of the proteome, namely the total set of proteins made by a cell or organism. Despite recent advances, challenges in terms of full-length reads, high throughput and intrinsic complexity related to the larger set of building blocks (i.e. 20 amino acids) still remain. Furthermore, the unambiguous identification of proteins at low concentration is an open issue for conventional techniques, such as Mass Spectroscopy and ELISA. I aim to develop a plasmon-enhanced single-molecule sensing device to track and identify proteins, combining a dual-color amino-acid-specific technique to label the proteins and the enhancement to the fluorescence provided by properly-designed plasmonic nanostructures integrated within a nanochannel-based device. The plasmonic nanochannel is filled with a custom-made gel to slow down the motion of proteins and separate them by their molecular mass during the electrophoretic migration, meanwhile plasmonic nanostructures enhance the fluorescence signals acquired from each individual dual-color labelled protein. I will focus on the optimization of the device and testing its capabilities for the discrimination of clinically-relevant isoforms of Vascular endothelial growth factor (VEGFa) family. I will tackle the challenge of isoforms identification even further, by using the device to discriminate between VEGFa and VEGFb, which differ for only six amino acids at the C termini. Results from this work will provide a technique for the identification and quantification of protein isoforms with single-molecule resolution. Potentially, the use of this diagnostic tool will provide new insight into the role of VEGF isoforms and their up/down regulation into several diseases and in turns, also new avenues for targeted therapeutics.

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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -

Koordinator

TECHNION RESEARCH AND DEVELOPMENT FOUNDATION LTD
Netto-EU-Beitrag
€ 184 698,24
Adresse
THE SENATE BUILDING TECHNION CITY 1
32000 Haifa
Israel

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Aktivitätstyp
Private gewinnorientierte Einrichtungen (mit Ausnahme von mittleren und höheren Bildungseinrichtungen)
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Gesamtkosten
Keine Daten

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