Descrizione del progetto
Una serie inedita di rivelatori a fotone singolo per studiare le interazioni molecolari in ambienti multicellulari viventi
Il rilevamento di singole molecole può rivelare le strutture e le funzioni di biomolecole marcate in modo fluorescente. Tuttavia, l’applicazione delle tecniche a singola molecola in ambienti multicellulari viventi è correlata a limitazioni nelle informazioni a cui è possibile accedere e a vincoli nella scala e nella risoluzione spazio-temporale. Il progetto BrightEyes, finanziato dall’UE, intende superare queste limitazioni creando metodi innovativi di tracciamento a singola molecola, spettroscopia e immaginografia per esaminare i processi biomolecolari in ambienti multicellulari viventi con una risoluzione spazio-temporale e un contenuto informativo senza precedenti. Sfruttando una nuova serie di rivelatori a fotone singolo, il progetto impiegherà un sistema ottico per il tracciamento continuo e in tempo reale delle biomolecole, misurando le proprietà spettroscopiche e visualizzando le strutture subcellulari.
Obiettivo
Fluorescence single-molecule (SM) detection techniques have the potential to provide insights into the complex functions, structures and interactions of individual, specifically labelled biomolecules. However, current SM techniques work properly only when the biomolecule is observed in controlled environments, e.g. immobilized on a glass surface. Observation of biomolecular processes in living (multi)cellular environments – which is fundamental for sound biological conclusion – always comes with a price, such as invasiveness, limitations in the accessible information and constraints in the spatial and temporal scales.
The overall objective of the BrightEyes project is to break the above limitations by creating a novel SM approach compatible with the state-of-the-art biomolecule-labelling protocols, able to track a biomolecule deep inside (multi)cellular environments – with temporal resolution in the microsecond scale, and with hundreds of micrometres tracking range – and simultaneously observe its structural changes, its nano- and micro-environments.
Specifically, by exploring a novel single-photon detectors array, the BrightEyes project will implement an optical system, able to continuously (i) track in real-time the biomolecule of interest from which to decode its dynamics and interactions; (ii) measure the nano-environment fluorescence spectroscopy properties, such as lifetime, photon-pair correlation and intensity, from which to extract the biochemical properties of the nano-environment, the structural properties of the biomolecule – via SM-FRET and anti-bunching – and the interactions of the biomolecule with other biomolecular species – via STED-FCS; (iii) visualize the sub-cellular structures within the micro-environment with sub-diffraction spatial resolution – via STED and image scanning microscopy.
This unique paradigm will enable unprecedented studies of biomolecular behaviours, interactions and self-organization at near-physiological conditions.
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.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- scienze naturaliscienze biologichebiochimicabiomolecole
- scienze naturaliscienze fisicheotticamicroscopia
- ingegneria e tecnologiaingegneria dei materiali
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16163 Genova
Italia