Opis projektu
Rosnące nanomaszyny w przyrodzie
Zdolność organizmów żywych do wykorzystywania lokalnej dostępnej energii na potrzeby procesów molekularnych opiera się na złożonych maszynach białkowych, głównie na transbłonowych białkach motorycznych, które napędzają niezbędne do życia procesy, takie jak synteza ATP. Pomimo ważnych badań, jakie prowadzone są w dziedzinie sztucznych maszyn molekularnych, tworzenie syntetycznych nanomaszyn transbłonowych pozostaje w dużej mierze niezbadanym terytorium. Mając to na uwadze, zespół finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu MembraneMachines zamierza zaprojektować wieloskładnikowe nanomaszyny transbłonowe osadzone w dwuwarstwach lipidowych. Dzięki wykorzystaniu technologii DNA i nanowytwarzania projekt umożliwia opracowanie nanoturbiny zasilanej poprzez gradient elektrochemiczny, wszechstronnego nanokrokera do nawlekania polimerów oraz sztucznej wici bakteryjnej zapewniającej napęd. Poprzez rozwój dziedzin, takich jak nanosilniki i nanoinżynieria, projekt MembraneMachines obiecuje przełom w nanosyntezie i transporcie ładunków przez nanopojazdy, torując drogę innowacyjnym zastosowaniom molekularnym.
Cel
A hallmark of life is its ability to utilise local free energy to do work at molecular scales. Such work is done by millions of sophisticated protein complexes that act as nanomachines. Prominent among these are the transmembrane motor proteins. They lie at the centre of life-critical molecular processes such as ATP synthase and bacterial propulsion. Despite the great attention creating artificial molecular machines has received across scientific disciplines, constructing artificial transmembrane nanomachines remains largely unexplored. Such transmembrane artificial nanomachines would give us direct access to one of life’s most universal energy sources, transmembrane electrochemical potentials, and enable us to design novel molecular machines for molecular catalysis, transportation, and cargo propulsion.
In MembraneMachines, I aim to realise a breakthrough by designing and building a series of multi-component transmembrane nanomachines that are embedded in lipid bilayers. Using DNA technology, nanopores, and nanofabrication, my team and I will design, build, and test:
1) an electrochemical-gradient powered transmembrane nanoturbine in biocompatible lipid bilayers to generate controlled conformational changes and power synthesis of life-critical molecules such as ATP;
2) an analyte-agnostic artificial nano stepper that can universally thread polymers through nanopores using self-assembled monolayers and DNA technology;
3) an artificial bacterial flagella motor that converts transmembrane ion gradient into translational propulsion, enabling a new direction in constructing and driving active nanovehicles.
Harnessing cutting-edge advancements in biophysics and biochemistry, “MembraneMachines” promises not just strides in the fields of nanomotors and nanoengineering but also introduces fresh perspectives on nanoscale synthesis, molecular manipulation, and dynamic nano-vehicle cargo transport.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki biologicznegenetykaDNA
- nauki przyrodniczenauki biologicznebiochemiabiocząsteczkibiałka
- nauki przyrodniczenauki chemicznenauka o polimerach
- nauki przyrodniczenauki chemicznekataliza
- nauki przyrodniczenauki biologicznebiofizyka
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
3000 Leuven
Belgia