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Biomineralization in Artificial Microcompartments

Description du projet

Des gouttelettes cellulaires sans membrane pour révolutionner la production biologique

Si les organismes vivants produisent généralement des minéraux à l’intérieur de minuscules compartiments semblables à des enveloppes au sein de leurs cellules, ceux-ci peuvent également se développer dans des gouttelettes particulières dépourvues de membrane, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour créer des matériaux biologiques. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet BAM vise à étudier le rôle régulateur des organites sans membrane dans la biominéralisation, un processus traditionnellement associé à des compartiments délimités par une membrane. À l’aide d’organites artificiels sans membrane constitués de peptides biogènes capables de se lier aux métaux lourds, il permettra de mieux comprendre les mécanismes régissant la formation des sulfures métalliques. En intégrant des méthodes microfluidiques à haut débit, le projet déterminera comment ces phases condensées influent sur la structure des minéraux et les propriétés des matériaux. À terme, il repoussera les frontières de la biologie synthétique et de la chimie bio-inspirée en établissant des outils permettant une production contrôlée de biomatériaux semblable à celle qui se déroule à l’intérieur des cellules.

Objectif

Biomineralization typically occurs within membrane-bound intracellular sub-compartments, where phospholipid membranes and embedded proteins play essential roles in regulating the process. Lately, membraneless organelles have emerged as potential platforms for biomineral production. Despite their recognized importance in both cell and synthetic biology, only a few studies have examined how membraneless organelles influence biomineral formation and the resulting material properties.

In this context, our preliminary results demonstrate that metal sulfide minerals can form within artificial membraneless organelles (AMOs). This finding provides the conceptual foundation for the BAM project, which aims to elucidate the mechanisms of metal sulfide biomineralization within AMOs.

Specifically, BAM will:
1. Define how membraneless organelles regulate biomineralization in vitro.
2. Use membraneless organelles to control the structure and properties of biominerals.
3. Establish high-throughput and controlled methods for biomineral formation adapted for potential applications.

These objectives will test the hypothesis that membraneless organelles can support intracellular biomineralization through mechanisms distinct from those in membrane-bound organelles. To achieve this, we will employ biogenic heavy metal–binding peptides and proteins—molecules already known to be involved in biomineralization—to construct artificial organelles.

Our interdisciplinary approach will enable the rational design and control of minimal systems based on AMOs. The BAM project will therefore deliver a unique, multidisciplinary investigation that expands the frontiers of biomineralization and synthetic biology. Ultimately, it will establish novel methods and tools for the scientific community, while also creating opportunities to develop innovative inorganic synthesis strategies at the interface of inorganic and physical chemistry, biology, and microfluidic engineering.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

UNIVERSITAT DES SAARLANDES
Contribution nette de l'UE
€ 202 125,12
Adresse
CAMPUS
66123 Saarbrucken
Allemagne
Région
Saarland Saarland Regionalverband Saarbrücken
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée