Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Mineralization within macromolecular condensates – the chemical playground of living cells

Opis projektu

Uczeni przyglądają się sekretom naturalnych kryształów

Organizmy naturalnie tworzą kryształy o wyjątkowej wytrzymałości i budowie. Kryształy te powstają w wyniku skomplikowanego procesu, w którym makrocząsteczki budują misterną architekturę. Większość aktualnych badań koncentruje się na tym, jak makrocząsteczki oddziałują z minerałami w rozcieńczonych środowiskach. Nie uwzględniają jednak roli zatłoczonych środowisk wewnątrz żywych systemów, gdzie krystalizacja jest bardziej dynamiczna. Finansowany przez ERBN projekt LivingCrystals zakłada zbadanie tego zaniedbanego aspektu poprzez opracowanie nowego podejścia zwanego mineralizacją w fazie gęstej. Proces ten wykorzystuje interakcje pomiędzy polimerami i jonami do kontrolowania tworzenia się kryształów w skoncentrowanych środowiskach. Wczesne eksperymenty z użyciem węglanu wapnia przyniosły obiecujące rezultaty i pozwoliły na stworzenie złożonych, realistycznych kryształów. Badając te procesy zarówno w systemach sztucznych, jak i żywych, zespół projektu ma nadzieję na stworzenie nowych materiałów o ulepszonych właściwościach.

Cel

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.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2024-COG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE
Wkład UE netto
€ 2 000 000,00
Koszt całkowity
€ 2 000 000,00

Beneficjenci (1)