Projektbeschreibung
Wie biologische Temperatursensoren funktionieren
Galileo-Thermometer – versiegelte Röhren mit Flüssigkeit, in denen Glaskugeln bei einer Änderung der Umgebungstemperatur aufsteigen bzw. absinken – gibt es schon seit Jahrhunderten. Die Wissenschaft versucht jedoch immer noch herauszufinden, wie biologische Temperatursensoren genau funktionieren. Das EU-finanzierte Projekt BioTempSense will die physikalischen Mechanismen der Temperaturerfassung von bakteriellen Natriumkanälen untersuchen, einem modellhaften biologischen Temperatursensor. Dabei sollen mehrere Konzepte genutzt werden, darunter ein bioinformatischer und ein molekulardynamischer Ansatz. Außerdem soll ein grobkörniges Rechenmodell entwickelt werden, mit dem die erhaltenen Ergebnisse auf andere Temperatursensoren übertragen werden können. Die Ergebnisse werden unser Verständnis der möglichen Auswirkungen eines Anstiegs der globalen Temperatur auf Pflanzen und Tiere vertiefen. Das Projekt wird zudem auch wertvolle Einblicke in die Entwicklung von Schmerztherapeutika gewähren, die auf temperaturempfindliche Proteinkomplexe im menschlichen Körper abzielen.
Ziel
Despite the existence of engineered thermometers since the time of Galileo, we still do not understand how biological temperature sensors work. Engineered thermometers take advantage of simple laws in which volume or electrical resistance vary linearly with temperature. Do similarly simple laws determine the temperature sensitivity of biological temperature sensors? The major objective of this project is to understand the physical mechanisms of temperature sensing of bacterial sodium channels, a model biological temperature sensor. To understand this mechanism three approaches will be taken: a bioinformatics approach to reveal any information evolution could tell us about the directed evolution of these sensors, a molecular dynamics approach to elucidate the molecular mechanism determining this temperature sensitivity, and finally the development of a coarse-grained computational model to allow transfer of the obtained results to other temperature sensors. A better understanding of biological temperature sensors has broad implications in the understanding of the potential effect of an increase in global temperature on plants and animals as well as in the design of pain therapeutics that target temperature-sensitive protein complexes in the human body. This highly interdisciplinary work is therefore expected to set the stage for improving the general understanding of biological temperature sensing, which, due to its relevance and wide-applicability, will subsequently enable to pursue my career as independent researcher.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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