Descrizione del progetto
Operatori di trasferimento impliciti permettono simulazioni proteiche veloci, generali e scalabili
Una singola sostituzione aminoacidica o un leggero cambiamento conformazionale possono alterare in modo significativo la funzione di una proteina. La modellazione di tali minuscoli cambiamenti e dei loro effetti funzionali dinamici potrebbe rivoluzionare l’ingegneria razionale delle proteine in settori che spaziano dall’energia alla biomedicina. Il progetto SPETITO, finanziato dal CER, si propone di ottimizzare la sua piattaforma di modellazione, capace di simulazioni 100 000 volte più veloci rispetto a quelle di dinamica molecolare convenzionali, per renderla applicabile a tutti i sistemi molecolari e scalabile per molecole più grandi. Il lavoro comprenderà lo sviluppo di un modello trasferibile di un “operatore di trasferimento implicito” che descrive la fisica universale delle proteine su scala di microsecondi, un quadro di riferimento di ottimizzazione basato sul gradiente della sequenza proteica per studiare in modo efficiente lo spazio delle sequenze, e una pipeline di progettazione automatizzata integrata dalla termodinamica per progettare proteine su misura.
Obiettivo
Minute changes in proteins—such as a single amino acid substitution—can profoundly impact cellular function. A computational model capable of systematically mapping the relationship between protein sequences, their dynamics, and their interactions with other biomolecules would revolutionize biology and enable rational, physics-informed bioengineering applications. SPETITO outlines the methodological foundations for such a framework.
Recent advances in deep generative AI (GenAI) have enabled surrogate methods for efficient molecular dynamics (MD) simulations, tackling the challenge of sampling rare events and conformational transitions. The PI co-developed groundbreaking methods—Boltzmann Generators (BG) and Implicit Transfer Operators (ITO)— that enable the study of conformational changes, protein folding, and prediction of experiments five orders of magnitude faster than MD.
However, these methods cannot generalize across molecular systems nor scale to larger molecules, severely
limiting their utility. To address this, we propose developing and disseminating transformative technologies
through widely accessible software:
• A transferable ITO (TransITO) model that captures universal protein physics, enabling rapid sampling
with microsecond-time-steps for any protein system without requiring system-specific training data.
• A ‘protein sequence gradient’-based optimization framework, enabling efficient exploration and optimization of protein sequence space for targeted functional outcomes.
• An automated protocol for protein design that integrates multiple thermodynamic constraints, facilitating the rational engineering of proteins with desired properties.
Beyond turbo-charged atomic-resolution insights into biophysics, TransITO will enable rational, physics-informed protein engineering. With experimental collaborators, we will apply TransITO to vaccine development, to accelerate therapeutic design for infectious diseases.
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.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
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.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine
- scienze naturali informatica e scienze dell'informazione scienze computazionali
- scienze mediche e della salute medicina di base farmacologia e farmacia farmaci vaccini
- scienze naturali scienze biologiche biofisica
- scienze naturali informatica e scienze dell'informazione intelligenza artificiale apprendimento automatico
Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
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-COG
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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.
412 96 GOTEBORG
Svezia
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.