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Computational Investigations of Allostery between Proteins and Nucleic Acids in CRISPR-Cas9

Descrizione del progetto

Un nuovo approccio per studiare la regolazione allosterica nel complesso nucleoproteico CRISPR-Cas9

In biochimica, la regolazione allosterica è la regolazione di un enzima effettuata legando una molecola, detta effettore, a un sito diverso dal sito attivo dell’enzima. Gli effettori che migliorano l’attività della proteina sono noti come «attivatori allosterici», in contrasto con gli «inibitori allosterici» che diminuiscono l’attività della proteina. CRISPR-Cas9 è un grosso complesso nucleoproteico, ampiamente usato come strumento di modifica del genoma. La sua intricata segnalazione allosterica coinvolge la proteina multidominio Cas9 e gli acidi nucleici associati, che controllano il funzionamento e la specificità del sistema. Il progetto Allosteric-CRISPR, finanziato dall’UE, indagherà sulla regolazione allosterica in CRISPR-Cas9 introducendo un approccio sinergico innovativo come potente strumento emergente per studiare l’allosteria. Tale approccio combina metodi teorici all’avanguardia con modelli di rete derivati dalla teoria dei grafi.

Obiettivo

Allostery is a fundamental property of proteins, which regulates biochemical information transfer between spatially distant sites. Many emerging allosteric targets are large protein/nucleic acid complexes responsible for genome editing and regulation, whose underlying signaling remains poorly understood. Here, we focus on CRISPR-Cas9, a large nucleoprotein complex widely employed as a genome editing tool with enormous promises for medicine and biotechnology. In this system, an intricate allosteric signaling is suggested to span the multi-domain Cas9 protein and its associated nucleic acids, controlling the system’s function and specificity. However, in spite of extensive experimental characterization, the molecular basis for this allosteric response are largely unknown, hampering also efficient engineering for improving its genome editing capability. Allosteric-CRISPR will investigate the allosteric regulation in CRISPR-Cas9 by introducing a novel synergistic approach. This will implement the combination of state-of-the-art theoretical methods, including enhanced and multiscale approaches based on classical and ab-initio methods, with network models derived from graph theory and novel centrality analyses that are emerging as powerful to investigate allostery. This will create an innovative protocol that will enable determining the allosteric network of communication over multiple timescales, as well as the relation between allostery and catalysis, which remains unaddressed through classical approaches. This novel way to describe allostery can impact future studies of large nucleoprotein complexes, including newly discovered CRISPR systems, which are governed by similar allosteric rules and hold tremendous potential for genome editing. Finally, by delivering fundamental knowledge on the basic mechanisms underlying genome editing, Allosteric-CRISPR will help the design of improved genome editing tools, impacting their application across the field of life sciences.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-STG - Starting Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 399 632,00
Indirizzo
Arcisstrasse 21
80333 Muenchen
Germania

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Regione
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 399 632,00

Beneficiari (1)

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