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Handshake Complexes of Chiral Nanoparticles and Proteins

Descrizione del progetto

Nanoparticelle chirali per nanofibre otticamente attive

La chiralità, la proprietà di non avere una simmetria speculare, è una caratteristica dei materiali biologici e sintetici. Sebbene i progressi delle nanoparticelle inorganiche chirali abbiano dimostrato il loro potenziale in vari campi, la loro progettazione su misura per le interazioni biologiche rimane una sfida. Il progetto CHIRAL-PRO, finanziato dal CER, si propone di sviluppare una metodologia sistematica per l’ingegnerizzazione di nanoparticelle chirali con un’attività ottica eccezionale, che consenta precise interazioni enantioselettive con strutture biologiche come proteine e fibrille amiloidi. Svelando il ruolo della chiralità nel riconoscimento molecolare, il progetto faciliterà l’assemblaggio programmato di nanofibre otticamente attive ed esplorerà le applicazioni nella biosensibilità e nei metamateriali. Questa ricerca mira ad approfondire la nostra comprensione delle nanostrutture chirali e a fornire uno strumento versatile per progettarne con proprietà mirate.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-SyG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

ASOCIACION CENTRO DE INVESTIGACION COOPERATIVA EN BIOMATERIALES- CIC biomaGUNE
Contributo netto dell'UE
€ 2 027 350,00
Indirizzo
PASEO MIRAMON 182, PARQUE TECNOLOGICO DE SAN SEBASTIAN EDIFICIO EMPRESARIAL C
20009 San Sebastian
Spagna
Regione
Noreste País Vasco Gipuzkoa
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 2 027 350,00

Beneficiari (4)