Projektbeschreibung
Das Licht bewegt synthetische Bakterien und könnte die Geschwindigkeit künftiger winziger Lastwagen steuern
Die Natur ist die wohl begabteste Ingenieurin aller Zeiten. Die Forschungsgemeinschaft strebt stets danach, natürliche Phänomene nachzuahmen, um von der ihnen innewohnender Effizienz und Einfachheit zu profitieren. Bewegliche Kolloide, eine Art synthetischer aktiver Materie, die beweglichen Bakterien ähnelt, gehören in dieser Hinsicht zu den zahlreichen Erfolgen. Neben der synthetischen Bewegungsmaschinerie haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch die genetischen Komponenten identifiziert, die der Umgebung Reaktionsfähigkeit verleihen. SYGMA verwendet genetische Bausteine funktioneller Eigenschaften, um durch Licht steuerbare, aktive Materie zu erschaffen. Konstruierte Fotorezeptoren, die analog zu Zapfen auf der Netzhaut auf rotes, grünes und blaues Licht reagieren, werden mit zellulären Vorgängen verbunden werden, die Dinge wie Geschwindigkeit, Wachstum und Tod regeln. Durch Licht gesteuerte Flotten winziger Lastwagen könnten bald Wirklichkeit werden.
Ziel
From a Physics and Engineering standpoint, swimming bacteria are a formidable example of self-propelled micro-machines. Together with their synthetic counterpart, self-propelled colloids, they represent the “living” atoms of active matter, an exciting branch of contemporary soft matter and statistical mechanics. Differently from synthetic colloids, however, each bacterial cell contains all the molecular machinery that is required to self-replicate, sense the environment, process information and compute responses. Breaking down these biological functions into basic genetic parts has been one of the greatest triumphs of molecular biology. Today, synthetic biologists are assembling these parts into new genetic programs and exploiting bacteria as computing micro-machines.
Project SYGMA will employ the synthetic biology toolkit to provide the building blocks for a light controllable active matter having reliable, reconfigurable and interactively tunable dynamical properties. We will first engineer transmembrane photoreceptors to wire RGB external light signals to cellular physical responses like speed, tumbling, growth and death rates. These genetic parts will allow the modular design of customized active particles to build active materials with unprecedented optical control capabilities. Using these new tools we will address, with experiments and theory, fundamental questions like: how fast can we drive particle density using spatio-temporal motility modulations? what is the force on a body suspended in a bath of bacteria with non uniform motility? how do physical forces contribute to morphogenesis in bacterial colonies? Finding quantitative and experimentally validated answers will eventually allow us to engineer structured illumination protocols to mold living microstructures, transport colloidal cargos by shaping active pressure, control swarms of biohybrid microcars and shape bacterial microcolonies.
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 Mikrobiologie Bakteriologie
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Physik der kondensierten Materie Physik der weichen Materie
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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.
00185 Roma
Italien
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.