Opis projektu
Tworzenie sztucznych komórek poprzez nanotechnologię DNA
Poważnym wyzwaniem podczas tworzenia sztucznej komórki metodą biologii syntetycznej jest niewystarczająca kontrola maszynerii replikacyjnej pożyczonej od żywych komórek. Nanotechnologia DNA umożliwia kompleksowe podejście do prawdziwie nowatorskiego projektowania obiektów w skali nano poprzez doskonale kontrolowane i programowalne procesy. Finansowany przez UE projekt zajmie się opracowaniem w pełni zintegrowanej platformy opartej na nanotechnologii DNA, aby stworzyć funkcjonalną sztuczną komórkę obejmującą bazujące na DNA obiekty imitujące organelle komórkowe wykonujące określone funkcje. Te sztuczne organelle będą mogły dokonywać samodzielnego montażu, a następnie hermetyzacji w lipidowych komorach dwuwarstwowych. Skutkiem tego procesu będzie tworzenie się sztucznych komórek o określonych właściwościach funkcjonalnych. Znajdą one liczne zastosowania w biosensorach i inteligentnych substancjach leczniczych.
Cel
Bottom-up synthetic biology aims to artificially replicate the emerging behaviours of cellular life but struggles to do so without relying on poorly controllable machinery borrowed from biological cells.
DNA nanotechnology enables ab-initio design of nanoscale objects with fully programmable structure and dynamic response, making them ideal to mimic the complex functionalities of biological machinery in a truly bottom-up fashion.
NANOCELL will establish a fully modular and integrated platform that utilises DNA nanotechnology to prescribe structure and functionality of artificial cells.
I will design a library of micron-scale DNA-based objects that mimic cell organelles in their ability to perform specific tasks in response to chemical and environmental stimuli including signal detection and amplification, the capture and release of cargoes, and the construction of structural elements.
These “membrane-less organelles” will self-assemble from a new class of amphiphilic DNA building blocks I recently introduced, which enable unprecedented control over the morphology and response of nanostructured frameworks.
Interaction between organelles will lead to the emergence of collective effects, and their encapsulation in lipid-bilayer compartments will enable the modular construction of artificial cells displaying a range of complex behaviours such as remote communication, dynamic adaptation, and spatiotemporal patterning in multicellular systems.
NANOCELL will consist of three Work Packages reflecting its hierarchical approach:
WP1: Mapping the self-assembly behaviour of amphiphilic DNA nanostructures.
WP2: Embedding different functionalities in amphiphilic DNA frameworks to produce artificial organelles.
WP3: Creating artificial cells by encapsulating DNA organelles in compartmentalised systems.
The full programmability afforded by NANOCELL will ultimately unlock long-awaited applications of artificial cells, spanning from biosensing to smart therapeutics.
Dziedzina nauki
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
CB2 1TN Cambridge
Zjednoczone Królestwo