Ziel
Biological processes are inherently multi-scalar: exchanging a single amino acid of a protein can affect the macroscopic behavior of a cell. A computational model that can cover these scales and simulate the time evolution of locations, interactions, and atomistic structures of biomolecules in a cell would be transformative for the understanding of biology and the optimization of biotechnological processes. This ERC project will lay the methodological groundwork for such a model.
Recent breakthroughs in the long-standing problem of sampling rare transition events in molecular dynamics (MD) simulation have enabled us to simulate biomolecular processes such as folding and binding with atomistic models. The PI has co-pioneered the widely-used Markov State Models (MSMs) that combine extensive distributed MD simulations towards models of the molecular kinetics. Using these methods, we have demonstrated that protein-protein association can be simulated and timescales of seconds can be reached in all-atom models of small protein systems.
However, these methods have fundamental limitations to scale to the large biomolecules and the long length-scales involved in cellular signaling. To address these limitations, we will develop the following key technologies and disseminate them in open software:
1. A model that describes protein kinetics as a network of local switches which will overcome scaling limitations of MSMs that suffer from an exponential increase of parameters for large systems.
2. An “effective force field for cells” that predicts structure and kinetics of multi-body protein interactions based on simulations of relatively few protein interactions.
3. A multi-scale method to embed atomistic kinetic models in whole-cell reaction-diffusion simulations.
We will employ these methods and, in collaboration with leading experimentalists, investigate how the mechanochemical protein dynamin couples atomic-detail structure changes to membrane constriction in endocytosis.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-COG - Consolidator Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2017-COG
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14195 Berlin
Deutschland
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