Projektbeschreibung
Innovative Plattform identifiziert individuelle Proteine in einer Zelle
Einzelne Proteine in einer Zelle identifizieren zu können, würde die proteomische Forschung und Biomedizin von Grund auf verändern. Das EU-finanzierte Projekt NanoProt-ID wird eine solche Methodik für eine proteomweite Analyse mit Einzelproteinauflösung entwickeln. Bioinformatische Studien haben gezeigt, dass über 99 % der Proteine über die Reihenfolge bestimmt werden können, in der Lysin, Cystein und Methionin in der Aminosäuresequenz des jeweiligen Proteins angeordnet sind. Geplant ist, die Restmengen der drei Aminosäuren mit bestimmten Fluoreszenzfarbstoffen zu markieren und diese dann durch feste Nanoporen aufzufädeln, die jeweils mit einem plasmonischen Verstärker ausgestattet sind. Der Hypothese des Projekts zufolge müssten sich dadurch mehrfarbig fluoreszente und zeitlich genau nachverfolgbare Fingerabdrücke ergeben, die für jedes Protein innerhalb des Proteoms repräsentativ sind. Das Forschungsteam will diese Plattform noch im Maßstab vergrößern, um Tausende verschiedene Proteine innerhalb von Minuten analysieren zu können.
Ziel
To date, antibody-free protein identification methods have not reached single-molecule precision. Instead, they rely on averaging from many cells, obscuring the details of important biological processes. The ability to identify each individual protein from within a single cell would transform proteomics research and biomedicine. However, single protein identification (ID) presents a major challenge, necessitating a breakthrough in single-molecule sensing technologies.
We propose to develop a method for proteome-level analysis, with single protein resolution. Bioinformatics studies show that >99% of human proteins can be uniquely identified by the order in which only three amino-acids, Lysine, Cysteine, and Methionine (K, C and M, respectively), appear along the proteins’ chain. By specifically labelling K, C and M residues with three distinct fluorophores, and threading them, one by one, through solid-state nanopores equipped with custom plasmonic amplifiers, we hypothesize that we can obtain multi-color fluorescence time-trace fingerprints uniquely representing most proteins in the human proteome. The feasibility of our method will be established by attaining 4 main aims: i) in vitro K,C,M protein labelling, ii) development of a machine learning classifier to uniquely ID proteins based on their optical fingerprints, iii) fabrication of state-of-the-art plasmonic nanopores for high-resolution optical sensing of proteins, and iv) devising methods for regulating the translocation speed to enhance the signal to noise ratio. Next, we will scale up our platform to enable the analysis of thousands of different proteins in minutes, and apply it to sense blood-secreted proteins, as well as whole proteomes in pre- and post-metastatic cancer cells. NanoProt-ID constitutes the first and most challenging step towards the proteomic analysis of individual cells, opening vast research directions and applications in biomedicine and systems biology.
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.
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.
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine Proteomik
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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.
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.
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-ADG - Advanced 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-2018-ADG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
32000 Haifa
Israel
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.