Description du projet
Une technologie de capteur novatrice va se concentrer sur les interactions protéiques à molécule unique
Les protéines sont les chevaux de bataille des cellules, elles prennent en charge la quasi totalité des tâches exécutées par les cellules, maintiennent la forme cellulaire, fabriquent les constituants cellulaires, assurent la médiation de la signalisation inter- et intracellulaire et les réponses cellulaires à un environnement en mutation. Elles sont constituées de centaines ou de milliers d’acides aminés en chaînes qui prennent des conformations 3D complexes. Leur activité dépend des interactions avec d’autres molécules qui dépendent à leur tour des changements dynamiques de la protéine elle-même. Souvent, les protéines sont présentes en grand nombre pour répondre rapidement à leur environnement en mutation, et elles travaillent ensemble pour exécuter des tâches complexes. La capture de la dynamique de ces interactions intermoléculaires au niveau d’une molécule unique est essentielle pour comprendre les rôles des protéines dans la maladie et la santé. Le projet MultiSense, financé par l’UE, développe un capteur nanoplasmonique à cet effet, surmontant les limites actuelles des capteurs à molécule unique dans cette tâche monumentale. La technologie des capteurs sera compatible avec tous les microscopes de recherche, ouvrant la voie à une nouvelle ère de découverte liée aux interactions intermoléculaires et à la fonction des protéines.
Objectif
I will develop a single-molecule sensor that reveals multi-protein dynamics at micromolar concentrations to provide new understanding of how protein machinery functions in real-time. Proteins and their interactions are the cornerstone of biological processes. The dynamic cooperation between multiple species is key to most processes including chaperone-mediated protein folding, signal transduction, and metabolism. The dynamics of these processes is fast and adaptive due to a tailored combination of low affinity and high concentration. Current single-molecule sensors cannot capture these dynamics because (1) they only work in dilute solutions which perturbs the dynamics or (2) they only resolve a single species. Capturing dynamics of protein machinery at physiological conditions therefore remains one of the grand challenges in the field.
MultiSense will develop a nanoplasmonic sensor to provide the opportunity to reveal multi-molecular protein dynamics at micromolar concentrations. This will be achieved by (a) developing technology to resolve and interpret multi-protein interactions and cooperation using Frster Resonance Energy Transfer in the confined near-field of a plasmonic particle, and (b) using this technology to provide the first real-time picture of chaperone-mediated protein folding at physiological conditions. This will contribute to unraveling why chaperones fail to induce proper folding or prevent protein aggregation in the context of diseases.
The proposed method can be implemented on any research-grade microscope and can be generalized to any protein by applying the proper particle functionalization. This will inspire other researchers to study dynamic cooperation in protein machinery to unravel complex molecular mechanisms. In the long term the small size and biocompatibility of metal nanoparticles will enable studies of protein interactions at the single-molecule level in their natural environment, a living cell.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-COG
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5612 AE Eindhoven
Pays-Bas