Projektbeschreibung
Materialwissenschaften: Erkenntnisse aus der embryonalen Entwicklung
Die Morphogenese ist der biologische Prozess, der in Organismen für die Bildung komplexer Formen aus der Blastozyste verantwortlich ist. Sie ist ein mehrstufiger Vorgang, der von als Morphogene bezeichneten Biomolekülen gesteuert wird. Das EU-finanzierte Projekt DNAGAM ist von der Morphogenese inspiriert und arbeitet am weltweit ersten synthetischen biokompatiblen Werkstoff, der sich auf programmierbare und autonome Weise selbst organisieren kann. In diesem biologischen Werkstoff ist ein auf DNS-basiertes chemisches Netzwerk eingebunden, das einsträngige DNS-Morphogene auf einzigartige und dennoch räumlich vorhersagbare Weise generieren kann. Die DNS-Morphogene weisen Kinesin-Motorproteine und Mikrotubuli an, morphologische Strukturen innerhalb von Hydrogelen zu bilden. Die Ergebnisse des Projekts werden nicht nur unschätzbare Einblicke darin verschaffen, wie morphogene Muster die Selbstorganisation von Materialien steuern, sondern auch die materialwissenschaftlichen Einsatzgebiete in der weichen Robotik und in biologischen Umgebungen ausweiten.
Ziel
Programming the autonomous and multiscale structuring of shapeless synthetic soft matter is unknown and conceptually challenging. In stark contrast, a living embryo is highly ordered at all levels – from cells to the entire organism. The ordering is a multistep process, starting from the patterning of biomolecules (morphogens) which later instruct autonomous shape transformations (morphogenesis). Inspired by these natural physicochemical processes, we aim at the preparation of a first-ever synthetic biocompatible material which can be self-organized in a programmable and autonomous manner. The programming will be achieved by an out-of-equilibrium DNA-based chemical network which predictably generates single-stranded DNA morphogens. Combined with diffusion, the concentrations of the morphogen can be patterned with a unique spatiotemporal precision, including travelling waves and stable fronts, which were pioneered by the host group. The autonomy of morphological structuring will be accomplished by linking the mechanical activity of active gels, composed of DNA-kinesins and microtubules, to the presence of the DNA morphogen. Latter will act as a cross-linker creating the clusters of kinesins and thus guiding the self-organization of the soft material by the collective action of nanoscale kinesin motor proteins which exert force on microtubules. Apart from the preparation of a first biocompatible man-made morphogenetic material, we will learn how the self-organization of active gels is dependent on morphogens’ patterns. This knowledge is indispensable for the advanced programming of the precise macroscale shapes at the molecular level of chemical networks, which are diverse and modular. With further developments, our methodology could lead to so far elusive self-fabricated, force-exerting synthetic soft matter with the potential of integration in soft robotics and biological environments.
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 Genetik DNS
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Physik der kondensierten Materie Physik der weichen Materie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Robotertechnik weiche Robotik
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions
HAUPTPROGRAMM
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H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility
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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.
MSCA-IF-EF-CAR - CAR – Career Restart panel
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2019
Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigenKoordinator
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.
CB2 1TN CAMBRIDGE
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.