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Handshake Complexes of Chiral Nanoparticles and Proteins

Description du projet

Des nanoparticules chirales pour des nanofibres optiquement actives

La chiralité, caractérisée par l’absence de symétrie miroir, est une caractéristique des matériaux biologiques et synthétiques. Bien que les progrès réalisés dans le domaine des nanoparticules inorganiques chirales aient démontré leur potentiel dans divers domaines, leur conception sur mesure pour les interactions biologiques demeure un défi. Le projet CHIRAL-PRO, financé par le CER, entend développer une méthodologie systématique pour concevoir des NP chirales dotées d’une activité optique exceptionnelle, permettant des interactions énantiosélectives précises avec des structures biologiques telles que les protéines et les fibrilles amyloïdes. En élucidant le rôle de la chiralité dans la reconnaissance moléculaire, le projet facilitera l’assemblage programmé de nanofibres optiquement actives et explorera les applications en biodétection et dans les métamatériaux. Cette recherche a pour ambition d’approfondir notre compréhension des nanostructures chirales et de fournir une boîte à outils polyvalente pour les concevoir avec des propriétés ciblées.

Objectif

Chirality, or the absence of mirror symmetry, is omnipresent in both biological and abiological forms of matter. Rapid progress has recently been achieved in the synthesis of chiral inorganic nanoparticles (NPs), of great interest because of the giant optical activity observed in individual NPs and their assemblies. Such nanostructures yield chiral features at multiple length scales, resulting in a huge diversity of chiral morphologies. The field is expanding toward connecting chirality across the worlds of nano and bio, linking optical and biological chiral functionalities. However, what is currently hampering real-world applications is the step from intuitive synthesis of chiral nanostructures to a purposeful design for specific interactions with biological components.

The main objective of CHIRAL-PRO is to develop a widely applicable methodology to design chiral NPs with exceptional optical activity, for strong and predictable enantioselective interactions with nanoscale biological entities, such as proteins and amyloid fibrils. The fundamental understanding of the role of chirality in the recognition between inorganic and biological chiral structures will be used for the programmed assembly into optically active nanofibers and for case studies in sensing and metamaterials. To reach this ambitious goal, the complementary expertise of all three partners involved will be essential: synthesis and assembly of chiral plasmonic NPs (Liz-Marzán); three-dimensional electron microscopy of NPs, and the visualization of their interactions with biomolecules in liquid (Bals); and self-assembly methods and computational predictions for chiral multiscale interactions (Kotov).

In addition to groundbreaking advancements in fundamental research, the high gain of this work can be found in the generation of a toolbox enabling the scientific community to shift from guessing to precise design of chiral nanostructures with predefined properties.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-SyG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

ASOCIACION CENTRO DE INVESTIGACION COOPERATIVA EN BIOMATERIALES- CIC biomaGUNE
Contribution nette de l'UE
€ 2 027 350,00
Adresse
PASEO MIRAMON 182, PARQUE TECNOLOGICO DE SAN SEBASTIAN EDIFICIO EMPRESARIAL C
20009 San Sebastian
Espagne
Région
Noreste País Vasco Gipuzkoa
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 2 027 350,00

Bénéficiaires (4)