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Life-inspired complex molecular systems controlled by enzymatic reaction networks

Description du projet

Un nouveau pas vers la vie synthétique et une percée pour la chimie

La création d’une vie synthétique est un objectif poursuivi de longue date dans les domaines de l’ingénierie et de la chimie; les ingénieurs et les chimistes se heurtent toutefois à de nombreux obstacles. Un obstacle majeur est lié à la nécessité de concevoir des systèmes bio-inspirés qui peuvent détecter l’environnement, prendre des décisions autonomes et extraire l’énergie et les ressources de l’environnement pour la croissance et la division cellulaire (tous ces processus étant contrôlés par des réseaux de réactions enzymatiques). Le projet Life-Inspired, financé par l’UE, vise à construire des systèmes bio-inspirés basés sur la conception de la matière vivante. Pour atteindre cet objectif, le projet se concentrera sur la création d’un ensemble de systèmes complexes reposant sur des réseaux de réactions enzymatiques programmables.

Objectif

Many of the key functions typically associated with living systems, including sensing of the environment, autonomous decision making, and extracting energy and building blocks from the environment for cell growth and division, are all governed by enzymatic reaction networks. Constructing synthetic systems that capture some of these capabilities, i.e. life-inspired systems, would represent a truly disruptive development, as they challenge our notion of what differentiates living systems from synthetic, man-made devices. However, the ability create synthetic life-inspired systems remains an elusive goal. Despite impressive progress in systems chemistry, no clear engineering principles or methodologies exist for the bottom-up construction of functional complex molecular systems The translation of the design principles of living systems into programmable and functional life-inspired systems is one of the outstanding grand challenge in chemistry. The ultimate aim of this proposal is to construct life-inspired systems based on the design blueprints of living matter To achieve this aim, I propose a key breakthrough by presenting a completely new approach to functional complex systems based on programmable enzymatic reactions networks. The envisaged approach is modular and will allow for systematic increases in complexity. The core objectives of this proposal are: - establish a completely new approach to programmable enzymatic reaction networks - compartmentalize network motifs, and separate the small molecule ‘software’ from the enzyme ‘hardware’ - demonstrate modularity and increase the complexity via communication between compartments - develop robust methods to manage the maintenance of non-equilibrium conditions - design and construct complex life-inspired systems.

Régime de financement

ERC-ADG - Advanced Grant

Institution d’accueil

STICHTING RADBOUD UNIVERSITEIT
Contribution nette de l'UE
€ 2 500 000,00
Adresse
HOUTLAAN 4
6525 XZ Nijmegen
Pays-Bas

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Région
Oost-Nederland Gelderland Arnhem/Nijmegen
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 500 000,00

Bénéficiaires (1)