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Biomolecular regulation with interlocked cyclic oligonucleotides

Description du projet

Contrôle cellulaire précis grâce aux molécules biohybrides

Les organismes vivants accomplissent d’innombrables fonctions avec une haute précision. Les domaines du diagnostic, de la médecine et de la biotechnologie, exigent des outils qui permettent de surmonter certaines limitations des systèmes naturels en termes d’efficacité et de stabilité. Pour ce faire, le projet BioRIcON, financé par le CER, se propose de développer une nouvelle classe de molécules biohybrides intriquées (MBI) qui combinent de petits oligonucléotides cycliques liés mécaniquement à d’autres biomolécules. Ces MBI imitent des fonctions protéiques et peuvent fonctionner dans des environnements biologiques complexes. L’objectif principal est de créer des commutateurs moléculaires intelligents et de permettre une régulation biomoléculaire précise à l’intérieur des cellules. Les MBI devraient constituer une avancée majeure dans le domaine de la biodétection et de la biomédecine.

Objectif

Developing molecules that display protein-like functions and efficiently operate in complex biological environments, e.g. cells, is a grand challenge in chemistry.
The aim of BioRIcON is to develop a novel class of biohybrid interlocked molecules (BIMs) that mirrors the function of proteins and enables precise biomolecular regulation. Despite the advances of interlocked molecules, often compared to biological motors, their use in cellular or in vivo settings pales compared to their natural counterparts. BioRIcON comprises an entirely new concept in artificial biology and biomolecular control by yielding BIMs that contain dynamic components ultimately designed to efficiently actuate in cells with high spatio-temporal resolution. I will develop molecular switches and motors using small cyclic oligonucleotides (cONs) that will be mechanically bound – like links in a chain - to other biomolecules to regulate their function. The resulting BIMs merge the best of two worlds: i) the programmability and biocompatibility features of oligonucleotides, and ii) the robustness and scalable production of synthetic mechanically interlocked systems.
The goals of BioRIcON include: i) developing BIM-based shuttles and motors that can operate effectively in biological environments, integrate, and react to cellular cues and signaling; ii) exploring mechanical interlocking for reversible molecular display and protection against degradation; iii) implementing BIMs in biomolecular regulation, focused on reversible oligonucleotide-based therapies.
BioRIcON will significantly advance the toolbox of biomimetic systems and enable their integration in processes such as gene regulation and protein expression. BIMs use mechanical interlocking to reversibly protect and control biomolecular function in an adaptative manner, with a focus on RNA regulation which will help unravel the mechanisms of fundamental biological processes and hold enormous innovative potential in biosensing and biomedicine.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

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

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

AARHUS UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 1 999 799,00
Coût total
€ 1 999 799,00

Bénéficiaires (1)