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Do liquid crystal-like phases of proteins organize membrane compartments?

Descrizione del progetto

Assemblaggio delle proteine nell’organizzazione degli organelli: è tempo di rivisitare la storia della biologia?

Sappiamo che l’organizzazione intracellulare negli organelli si basa sulla formazione di doppi strati lipidici e consente alle cellule di categorizzare diversi processi. Tuttavia, l’esistenza di compartimenti non legati alla membrana, come i nucleoli, pone la questione di come le cellule mantengano separate tali regioni e impediscano all’insieme di mescolarsi a ciò che lo circonda. Il progetto LiquOrg, finanziato dall’UE, metterà in dubbio il concetto secondo cui organelli privi di membrana vengono formati dalla separazione di fase liquido-liquido e avanza un’ipotesi basata sui cristalli liquidi, in cui le proteine di superficie mettono insieme molti strati che circondano e racchiudono le loro membrane. I ricercatori useranno l’apparato di Golgi e le proteine di Golgi come prova di concetto.

Obiettivo

We are in the midst of a revolution in our understanding of the internal organization of cells. In the 1950s we learned that lipid bilayer-based membranes serve as containers (organelles) within the cytoplasm. Now we are learning that liquid-like membrane-less organelles i.e. without any container, self-assemble based on liquid-liquid phase separations. We propose the seemingly radical idea that membrane-bounded organelles like their membrane-less counterparts- are stabilized or even templated by analogous phase separations of their surface proteins into largely planar liquids akin to liquid crystals. Our unique Synergy team is organized specifically to test this liquid crystal hypothesis on the cells secretory compartments - ER exit sites (ERES) and the Golgi stack - by employing our complementary skills in physics, physical chemistry, biochemistry and cell biology. We hypothesize based on pilot experiments evidence that the ERES and Golgi self-organize as a multi-layered series of adherent liquid crystal-like phases of golgin and similar proteins which surround and enclose their membranes. Their differential adhesion and repulsion would specify the topology and dynamics of the membrane compartments. If this is true, it will literally rewrite the history of cell biology.

We will test the liquid crystal hypothesis directly, systematically, and quantitatively on an unprecedented scale to either modify/disprove it or place it on a firm rigorous footing. Experiments (Aim 1) with 13 pure golgins in cis and trans pairwise combinations will establish their foundational physical chemistry. Surgically engineered changes in golgins/ERES proteins will alter the rank order (hierarchy) of their affinities for each other and link phase separation physics to cell biology (Aim 2) and be used to establish the structural basis of phase separations and their specificity, and the potential for self-assembly of wholly synthetic biological organelles (Aim 3).

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-SyG - Synergy 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-SyG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
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.

€ 2 799 595,00
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.

€ 2 922 775,00

Beneficiari (5)

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