Projektbeschreibung
Kristallgeheimnisse der Natur genauer im Blick
Organismen bilden auf natürliche Weise Kristalle, die über außergewöhnliche Festigkeit und Struktur verfügen. Diese Kristalle werden durch einen komplexen Prozess geformt, bei dem Makromoleküle detaillierte Architekturen aufbauen. Die meisten aktuellen Forschungsarbeiten konzentrieren sich darauf, auf welche Weise Makromoleküle mit Mineralien in verdünnten Umgebungen interagieren. Dabei wird jedoch die Rolle der reichlich gefüllten Umgebungen im Inneren lebender Systeme ignoriert, in denen die Kristallisation dynamischer abläuft. Das Team des ERC-finanzierten Projekts LivingCrystals verfolgt das Ziel, diesen übersehenen Aspekt zu erforschen, wobei ein neuer Ansatz, die sogenannte Dichtphasenmineralisierung, entwickelt wird. Bei diesem Verfahren werden Polymer-Ionen-Wechselwirkungen genutzt, um die Bildung von Kristallen in konzentrierten Umgebungen zu steuern. Erste Experimente mit Kalziumkarbonat zeigen vielversprechende Ergebnisse: Es werden komplexe, naturgetreue Kristalle gebildet. Von der Untersuchung dieser Prozesse sowohl in synthetischen als auch in lebenden Systemen verspricht sich das Projektteam die Erschaffung neuer Materialien mit verbesserten Eigenschaften.
Ziel
Organisms form crystalline materials with superior structural and mechanical properties. This arises from the ability of functional macromolecules to create intricate architectures via a multi-step crystallization process. Current approaches to engineer bioinspired minerals focus on interactions between macromolecules and minerals in dilute aqueous environments, rarely considering the emergent properties of macromolecular condensates. However, we and others showed that macromolecular crowding is intimately associated with biomineral formation in vivo. In this project, we will develop a new type of chemistrydense-phase mineralizationto unlock the pathways mastered by nature.
Our hypothesis is that weak polymer-ion interactions within dense phases tune the chemical landscape, controlling the crystallization process and the properties of its products. Remarkably, our preliminary results using the calcium carbonate system show that molar-range polymer concentrations, four orders of magnitude denser than in previous works, result in intricate crystals with life-like properties. We will investigate dense-phase mineralization in both synthetic and living systems, relying on our unique expertise in cryo-electron and X-ray microscopies of hydrated biological samples.
In Aim 1, we will grow crystals in a dense polymer phase and use the crowded environment to sculpt architectural motives.
In Aim 2, we will investigate the challenging phase separation regime and transform inorganic condensates into transient precursors for mineralization.
In Aim 3, we will elucidate how liquid-liquid phase separation evolved by mineralizing organisms to regulate inorganic condensate formation.
This project will open an uncharted chemical landscape to form and control bioinspired minerals. The outcome will be a toolbox for process design that allows to optimize material properties - the highest gain we can ask for in bioinspired mineralization.
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: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie anorganische Verbindungen
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie Erdalkalimetalle
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Polymerwissenschaft
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
7610001 Rehovot
Israel
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.