Projektbeschreibung
Herstellung eines Basissystems für die Vervielfältigung einer Polymervorlage
Das zentrale Dogma der Molekularbiologie besagt, dass Informationen direktional von einer DNA-Nukleotidsequenz in eine Sequenz synthetisierter RNA und dann in eine Aminosäurensequenz in dem Protein übertragen werden. Viele strukturelle Aspekte dieses gesamten Apparats wurden detailliert untersucht, doch wir verstehen die Grundprinzipien der zuverlässigen direktionalen Vervielfältigung von Polymervorlagen nicht und konnten kein einfaches synthetisches Vervielfältigungssystem erstellen. Das EU-finanzierte Projekt RESSPICAC erforscht minimale Modelle für die Vervielfältigung unter Anwendung von Grundsätzen der Thermodynamik von kleinen fluktuierenden Systemen und der Thermodynamik der Informationsverarbeitung, um diese Prinzipien zu beleuchten. Die Forschung wird dieses Wissen auf die Gestaltung von Systemen mit minimaler Vervielfältigung unter Verwendung nichtbiologischer synthetischer DNA übertragen, um Erkenntnisse zu analogen Prozessen in lebenden Organismen bereitzustellen.
Ziel
Copying of information-bearing polymer templates is vital to life. The central dogma of molecular biology describes how a sequence of nucleotides in DNA is copied into a sequence of nucleotides in a newly-assembled RNA polymer, and then into a sequence of amino acids in a protein. These processes involve sophisticated machinery in extant organisms, but even the ribosome is bound by the same physical principles as simpler systems that must have operated in early life. Despite the fundamental importance of copying, and its potential for the engineering of complex molecular systems, we do not understand these basic principles that enable accurate and reliable copies to be made of polymer templates, and cannot build minimal synthetic copying systems.
I propose to explore minimal models of copying, leveraging recent advances in the thermodynamics of small, fluctuating systems and the thermodynamics of information processing, to identify these principles. I will translate this insight, via detailed molecular simulation and experimental characterisation of novel reaction motifs, into the construction of minimal synthetic copying systems. I will construct these systems from non-biological synthetic DNA.
The project will provide insight into analogous processes in living organisms, and shed light on primitive living systems. It will also lay the groundwork for engineering synthetic systems with key cell-like functionalities, providing a mechanism for the production of complex assemblies that is fundamentally distinct from traditional self-assembly. Theory and simulation will drive the experiments, making rational design of systems possible whilst providing insight into the fundamental thermodynamics of information processing and computation, and the biophysics of novel nucleic acid interactions. Indeed, designing and building concrete molecular systems based on fundamental theory will enhance our understanding of the theories themselves.
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.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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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-STG - Starting 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-2019-STG
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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.
SW7 2AZ London
Vereinigtes Königreich
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.