Descrizione del progetto
Svelare i meccanismi molecolari del gating idrofobico
Il gating idrofobico si verifica quando il movimento di ioni o altre molecole attraverso canali ionici biologici o nanopori sintetici viene bloccato dalla formazione di bolle su scala nanometrica. Queste si formano dalla transizione liquido-vapore tra le superfici idrofobiche confinanti del «gate». Il progetto HyGate, finanziato dall’UE, intende scoprire i meccanismi fondamentali del gating idrofobico in nanopori modello e canali ionici biologici per progettare nanodispositivi biomimetici. I ricercatori utilizzeranno strumenti teorici e di simulazione unici per studiare la nucleazione del vapore in condizioni di confinamento estremo. I risultati e gli strumenti dello studio saranno utili per progettare biosensori e nanodispositivi migliori che evitino la formazione di nanobolle o la sfruttino per ottenere proprietà di conducibilità complesse.
Obiettivo
Hydrophobic gating is the phenomenon by which the flux of ions or other molecules through biological ion channels or synthetic nanopores is hindered by the formation of nanoscale bubbles. Recent studies suggest that this is a generic mechanism for the inactivation of a plethora of ion channels, which are all characterized by a strongly hydrophobic interior. The conformation, compliance, and hydrophobicity of the nanochannels – in addition to external parameters such as electric potential, pressure, presence of gases – have a dramatic influence on the probability of opening and closing of the gate. This largely unexplored confined phase transition is known to cause low frequency noise in solid-state nanopores used for DNA sequencing and sensing, limiting their applicability. In biological channels, hydrophobic gating might conspire in determining the high selectivity towards a specific ions or molecules, a characteristic which is sought for in biosensors.
The objective of HyGate is to unravel the fundamental mechanisms of hydrophobic gating in model nanopores and biological ion channels and exploit their understanding in order to design biosensors with lower noise and higher selectivity. In order to achieve this ambitious goal, I will deploy the one-of-a-kind simulation and theoretical tools I developed to study vapor nucleation in extreme confinement, which comprises rare-event molecular dynamics and confined nucleation theory. These quantitative tools will be instrumental in designing better biosensors and nanodevices which avoid the formation of nanobubbles or exploit them to achieve exquisite species selectivity. The novel physical insights into the behavior of water in complex nanoconfined environments are expected to inspire radically innovative strategies for nanopore sensing and nanofluidic circuits and to promote a stepwise advancement in the fundamental understanding of hydrophobic gating mechanisms and their influence on bio-electrical cell response.
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.
- ingegneria e tecnologia ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica ingegneria elettronica sensori biosensori
- scienze naturali scienze biologiche genetica DNA
- scienze naturali scienze biologiche biologia cellulare
- ingegneria e tecnologia nanotecnologia
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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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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - 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.
ERC-STG - Starting Grant
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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-2018-STG
Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bandoIstituzione ospitante
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.
00185 Roma
Italia
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.