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RNA Origami Technology in Cell Systems

Descrizione del progetto

Origami di RNA per il controllo cellulare

L'origami dell’RNA è un approccio nanotecnologico che sfrutta le proprietà naturali di auto-ripiegamento dell’RNA per costruire nanostrutture 2D e 3D. Questi scaffold programmabili possono essere adattati per trasformarsi in dispositivi molecolari in grado di rilevare, elaborare e attuare direttamente all’interno delle cellule viventi. Il progetto RIBOTICS, finanziato dal CER, intende far progredire ulteriormente questo concetto e creare nanorobot basati sull’RNA per la regolazione sintetica dei processi cellulari. I ricercatori impiegheranno la progettazione assistita da computer per progettare costrutti di RNA codificati geneticamente per controllare l’espressione genica e organizzare i percorsi metabolici nel lievito. Questa tecnologia dimostra versatilità e si prevede che troverà applicazioni nella biotecnologia e nella medicina.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

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

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Istituzione ospitante

AARHUS UNIVERSITET
Contributo netto dell'UE
€ 2 829 725,00
Indirizzo
NORDRE RINGGADE 1
8000 Aarhus C
Danimarca
Regione
Danmark Midtjylland Østjylland
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (1)