Description du projet
Des séquences d’acides aminés pourraient remplacer les uns et les zéros
L’information est codée de bien des façons, aussi bien dans la nature que de manière synthétique. Les séquences de lettres forment des mots, les séquences de zéros et de uns constituent des données numériques et les séquences d’acides aminés sont utilisées pour fabriquer des protéines à longue chaîne. La nature inspire souvent la science, et c’est à nouveau le cas lorsqu’il s’agit de la quantité énorme et croissante de données qui doivent être stockées et exploitées à l’ère des bases de données et de l’Internet. Les polymères constitués de blocs d’acides aminés offrent une manière intrigante de stocker des informations, mais leur exploitation repose sur un contrôle minutieux de la synthèse des polymères à longue séquence ordonnée, ce qui s’est avéré particulièrement complexe in vitro. Le projet POLINFO, financé par l’UE, étudie la possibilité d’induire un ordonnancement spontané des séquences dans des conditions de non-équilibre par le biais d’un modèle informatique de processus théoriques, avec des résultats qui pourraient ouvrir la voie à des études expérimentales.
Objectif
Data acquisition and mining is currently the principal driving force of technological advances. Massive expansion of the field requires implementation of new solutions in data storing and retrieving, where targeted solutions need not only be resource-sustainable and recyclable, but also have to posses high information-encoding density to decrease space allocated for storage. Polymers represent natural candidates for the task, as nucleic acids already efficiently encode for vast biological complexity. However, the synthesis of long sequence-ordered polymers in vitro has proven to be challenging and remains an open question. Our project aims to address whether conditions of spontaneous sequence ordering can be achieved under non-equilibrium conditions. To that extent, we build a computational model that bridges a coarse-grained representation of polymer with stochastic kinetics modelling of polymerization and depolymerization reaction. The model is a novel approach to exploring information encoding to polymers, as it is not limited by master equation solution feasibility, and allows, for the first time, to interpret the informational content of the generated sequence through its effect on polymer structure. We explore novel theoretical ideas on non-equilibrium systems that have recently emerged, suggesting that spontaneous ordering of systems takes the path of maximum heat dissipation, which we plan to test for the first time in the context of information generation. In addition, we aim to understand the timescales pertinent to sequence ordering under non-equilibrium conditions, where specifically the concentration number of monomer types is varied in time. Finally, we wish to understand the conditions which allow for creation of autocatalytic self-replicative sequence sets, with emphasis on timescales relevant to this process. Overall, we aim to identify timescales pertinent to generation of ordered sequences, which could pave way to new experimental strategies.
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.
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.
- sciences naturellessciences biologiquesbiochimiebiomoléculeacide nucléique
- sciences naturellessciences chimiquesscience des polymères
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Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
75794 Paris
France