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RNA Origami Technology in Cell Systems

Description du projet

L’origami ARN pour le contrôle cellulaire

L’origami ARN est une approche nanotechnologique qui exploite les propriétés naturelles d’auto-pliage de l’ARN pour construire des nanostructures en 2D et 3D. Ces échafaudages programmables peuvent être adaptés en dispositifs moléculaires capables de détecter, de calculer et d’actionner directement au sein de cellules vivantes. Le projet RIBOTICS, financé par le CER, vise à approfondir ce concept et à créer des nanorobots à base d’ARN pour la régulation synthétique des processus cellulaires. Les chercheurs utiliseront la conception assistée par ordinateur pour concevoir des constructions d’ARN codées génétiquement afin de contrôler l’expression génétique et d’organiser les voies métaboliques chez la levure. Cette technologie fait preuve de polyvalence et devrait trouver des applications en biotechnologie et en médecine.

Objectif

Biomolecular nanotechnology aims at using the self-assembly principles of nature to create nanostructures and nanomachines for applications in biotechnology, medicine, and materials science. Advanced nanodevices, that sense inputs, do basic computations, and actuate functionality or movement within their nanoscale environment, are referred to as “nanorobots”. With advances in methods for prediction and design of RNA and protein structure, there is now a big opportunity to create complex biomolecular nanorobots. However, it is not clear how to combine multiple functional motifs and how to design the dynamical energy landscapes of molecular machines. In the RIBOTICS research proposal, I will address this challenge by the construction of RNA origami robots that sense, compute, and actuate in cellular environments with the goal of providing components for RNA-based synthetic regulation of living cells. To achieve this goal, we will: (1) Establish a platform for design and characterization of RNA origami robots by developing computer-aided design software and using advanced cryo-electron microscopy and tomography methods, (2) Develop genetically encoded RNA origami robots for control of gene expression and spatial organization of enzymes for metabolic engineering, (3) Develop xenonucleic acid (XNA) origami robots by studying the effects of chemical modifications on structure and function of RNA motifs for applications in controlled gene delivery and biosensing, (4) Develop RNA circuits for control of RNA origami robot systems in cells to develop RNA-based signal transduction pathways for control of metabolism and biosynthesis in S. cerevisiae yeast. If successful, this project will provide a better understanding of the design principles for biomolecular function and provide a general platform for the development of RNA robot and circuit technology in cell systems for broad applications in biotechnology and medicine.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

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

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

AARHUS UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 2 829 725,00
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)