Descrizione del progetto
Approfondimento sulla meccanica delle proteine
Le forze meccaniche influenzano notevolmente il modo in cui le proteine si ripiegano, si legano e controllano il comportamento cellulare. Alcune prove recenti indicano che le interfacce proteiche insolite, note come catch bond, diventano più forti quando vengono tirate. Tuttavia, la loro previsione o progettazione è impossibile con i dati e i modelli attuali. Il progetto PHENOMECHANICAL, finanziato dal CER, realizzerà una piattaforma ad alto rendimento che misurerà le interazioni proteina-proteina sotto forza. La novità di questo approccio consiste nel fatto che collegherà la meccanostabilità delle proteine a una lettura del sequenziamento del DNA. In tal modo, contribuirà agli approcci basati sull’apprendimento automatico in grado di dedurre il comportamento dei legami di cattura direttamente dalla struttura delle proteine. Il nuovo approccio di PHENOMECHANICAL scoprirà le regole di progettazione dei legami di cattura e aprirà la strada alla progettazione di varianti sintetiche con proprietà regolabili.
Obiettivo
Mechanical forces that steer protein interactions and folding play pivotal roles in biology. They shape cellular fate, and are critical factors in both pathogen adhesion and immune response. Catch bonds, atypical interfaces that increase their bound lifetime under mechanical force, play a central role in these processes. At present, we have no model nor datasets large enough to predict if an interaction is a catch bond from its structure without doing experiments, let alone design new catch bonds.
Single molecule force spectroscopy (SMFS) methods investigate the mechanics of proteins involved in these processes. These techniques typically have high force resolution, but extremely low throughput. An exhaustive database of proteins characterized by SMFS in the past 30 years contains only 85 entries. The overall aim of this proposal is to establish methods that allow large scale measurement of the mechanics of protein-protein interactions under force, first on hundreds, and finally on thousands of catch bonds: library-scale mechanical phenotyping. The key innovation proposed here is to link mechanostability, that is bond lifetime under an externally applied force, to a DNA-sequencing based readout by coupling phenotype to sequencing-readable genotype. Force resolution will be comparable to established flow-stretching assays, while throughput will increase by at least 2 orders of magnitude.
The increased throughput will be leveraged to identify the design principles of catch bonds using de novo protein design. Ultimately, I aim to engineer new-to-nature de novo catch bonds with tunable lifetimes under force, which could find application in new biomaterials or as synthetic force-steered cell receptors. The interplay of design and high throughput testing will create large, hypothesis driven computational and experimental datasets of protein mechanics suitable to machine learning approaches, possibly opening ways to infer catch bonding behavior solely based on structure.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali informatica e scienze dell'informazione basi di dati
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- ingegneria e tecnologia biotecnologia industriale biomateriale
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
80539 MUNCHEN
Germania
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.