Descrizione del progetto
Algoritmi di estrazione del genoma per le trasformazioni non enzimatiche nella biosintesi degli alcaloidi non canonici
Oltre la metà dei prodotti farmaceutici odierni deriva da prodotti naturali, oppure si basa su di essi. In teoria, gli enzimi dei gruppi di geni biosintetici sono responsabili della trasformazione degli scaffold di prodotti naturali durante la biosintesi batterica; tuttavia, sebbene gli algoritmi avanzati di estrazione del genoma consentano di identificare i gruppi canonici di tal genere, quelli non canonici sfuggono al rilevamento. Il progetto ComBiNE, finanziato dal CER, ha scoperto alcaloidi che sostengono trasformazioni non enzimatiche attribuite a reazioni spontanee nei batteri e punta pertanto a stabilire nuovi algoritmi di estrazione del genoma per identificare tali gruppi di geni biosintetici alcaloidi. Il progetto svilupperà un sistema modello per studiare il livello di compartimentazione necessario ad accogliere le reazioni spontanee, fornendo risultati che saranno utilizzati allo scopo di progettare prodotti naturali e percorsi metabolici primari per la fusione non enzimatica di prodotti naturali personalizzati o metaboliti primari caratterizzati da reattività complementare.
Obiettivo
Nature is a remarkable pharmaceutical chemist. More than 50% of approved drugs are natural products (NPs) or have drawn inspiration from them. According to the central dogma of bacterial NP biosynthesis all transformations responsible for the formation and modification of a NP scaffold are carried out by enzymes encoded in a biosynthetic gene cluster (BGC).
Sophisticated genome mining algorithms have been developed to identify NP BGCs in microbial genome sequences. These algorithms excel in recognizing canonical BGCs. Non-canonical BGCs associated with NPs that are not biosynthesized following textbook biosynthetic knowledge evade detection by state-of-the-art genome mining algorithms.
We have identified alkaloids that undergo non-enzymatic transformations, thus defying the central dogma of NP biosynthesis. Bacteria likely employ specialized micro-compartments to facilitate these spontaneous reactions.
The ComBiNE team will develop machine learning-based genome mining algorithms to systematically identify and characterize alkaloid BGCs that currently elude detection. These non-canonical pathways biosynthesize alkaloids independent of the ribosome and non-ribosomal peptide synthetases. We will focus on alkaloids that undergo non-enzymatic transformations in bacterial micro-compartments. We will establish a model system to study the level of compartmentalization necessary to facilitate spontaneous reactions. Insights gained from these studies will be used to engineer NP and primary metabolic pathways for the non-enzymatic fusion of tailor-made NPs or primary metabolites with complementary reactivity.
Spontaneous reactions in bacterial micro-compartments can be harnessed for the fusion of two NPs with different targets to create bispecific chimeras to combat drug resistance or to fuse bioactive and homing components to mitigate off-target effects. The proposed research will inspire the development of biomimetic syntheses and expand NP chemical and biosynthetic space.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
60323 Frankfurt Am Main
Germania
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.