Descrizione del progetto
Misurare le forze elettriche tra le molecole biologiche e il loro ambiente
Le cariche opposte si attraggono, mentre le cariche simili si respingono: questo fenomeno è piuttosto facile da osservare e da misurare durante un semplice esperimento di fisica a livello di scuola superiore utilizzando palloncini e l’elettricità statica. Tuttavia, ciò risulta molto più difficile quando si tratta di molecole biologiche cariche nel loro ambiente naturale, ossia la soluzione fisiologica, che consiste di molecole polari di acqua e ioni caricati positivamente. Il progetto BIOVIB, finanziato dall’UE, darà uno sguardo più approfondito e inedito alle molecole idratate di RNA e DNA, le cui vibrazioni di base esaminano in modo diretto le interazioni intermolecolari e intramolecolari. Avvalendosi della spettroscopia ad alta tecnologia e di campi elettrici THz applicati esternamente, gli scienziati intendono aprire un nuovo spiraglio sulle forze elettriche che trainano e spingono le molecole biologiche.
Obiettivo
Biomolecules exist in an aqueous environment of dipolar water molecules and solvated ions. Their structure and biological function are strongly influenced by electric interactions with the fluctuating water shell and ion atmosphere. Understanding such interactions at the molecular level is a major scientific challenge; presently, their strengths, spatial range and interplay with other non-covalent interactions are barely known. Going far beyond existing methods, this project introduces the new paradigm of a direct time-resolved mapping of molecular electric forces on sub-nanometer length scales and at the genuine terahertz (THz) fluctuation frequencies. Vibrational excitations of biomolecules at the interface to the water shell act as sensitive noninvasive probes of charge dynamics and local electric fields. The new method of time resolved vibrational Stark shift spectroscopy with THz external fields calibrates vibrational frequencies as a function of absolute field strength and separates instantaneous from retarded environment fields. Based on this knowledge, multidimensional vibrational spectroscopy gives quantitative insight in the biomolecular response to electric fields, discerning contributions from water and ions in a site-specific way. The experiments and theoretical analysis focus on single- and double-stranded RNA and DNA structures at different hydration levels and with ion atmospheres of controlled composition, structurally characterized by x-ray scattering. As a ground-breaking open problem, the role of magnesium and other ions in RNA structure definition and folding will be addressed by following RNA folding processes with vibrational probes up to milliseconds. The impact of site-bound versus outer ions will be dynamically separated to unravel mechanisms stabilizing secondary and tertiary RNA structures. Beyond RNA research, the present approach holds strong potential for fundamental insight in transmembrane ion channels and channel rhodopsins.
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.
- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica metalli alcalino terrosi
- scienze naturali scienze biologiche genetica RNA
- scienze naturali scienze fisiche ottica spettroscopia
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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-ADG - Advanced 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-ADG
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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.
12489 Berlin
Germania
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.