Descrizione del progetto
Protocellule di coacervati autoreplicanti basate su peptidi
In chimica e biologia, una domanda fondamentale è il modo in cui una protocellula autoreplicante possa essere formata da un insieme di molecole. Il progetto PEPREP, finanziato dall’UE, propone di usare la coacervazione di peptidi automodellanti come un nuovo approccio per creare protocellule autoreplicanti stabili. Saranno utilizzati brevi elementi costitutivi di peptidi con catene laterali ioniche e aromatiche, che sono progettati per l’autoriconoscimento o il riconoscimento incrociato e che possono dimerizzare tramite la formazione di legami chimici. Risulti preliminari mostrano che tali peptidi formano spontaneamente goccioline di coacervati. I coacervati rafforzano l’autoreplicazione attraverso la concentrazione degli elementi costitutivi, catalizzano la dimerizzazione di peptidi guidata dal modello e stabilizzano i prodotti. Lo sviluppo di tali sistemi di modelli fornirà spunti preziosi inerenti a vie plausibili volte all’autoreplicazione e all’origine della vita.
Obiettivo
One of the most fundamental questions in chemistry and biology is how a self-replicating protocell could form from collection of inanimate molecules. Self-replicating RNA molecules in lipid compartments have been widely studied, but these systems are inherently unstable and a plausible mechanism for their spontaneous formation and repeated replication is still lacking. Here, I propose to use coacervation of self-templating peptides as a radically new approach to create stable self-replicating protocells. We will use short peptide building blocks with aromatic and ionic side chains that are designed for self- or cross-recognition. The building blocks can dimerize through reversible or irreversible chemical bond formation, including disulfide, imine, alkene (metathesis) and peptide (native chemical ligation) bonds. Preliminary results indicate that these peptides spontaneously form coacervate droplets when dimerized. The coacervates enhance the self-replication by naturally concentrating the peptide building blocks, catalyzing the template-directed peptide dimerization and stabilizing the product. By periodic cycling of the solution temperature or pH, the coacervate protocells can be dissolved and recondensed, yielding an elementary system of self-replicating protocells. These coacervate protocells not only concentrate peptides, but also nucleotides, inorganic nanoparticles and pigments, creating a potent microreactor for prebiotic chemistry. Developing these model system will provide valuable insights in new prebiotically plausible pathways to self-replication and the origin of life.
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.
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Argomento(i)
Invito a presentare proposte
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MSCA-IF-EF-ST -Coordinatore
6525 XZ Nijmegen
Paesi Bassi