Descripción del proyecto
Reconstruir el mecanismo más importante de la vida
Las células sufren una transformación radical antes de dividirse. La división celular es uno de los procesos más fundamentales de la vida. El proyecto financiado por el Consejo Europeo de Investigación BIOMECANET estudiará este mecanismo que implica un desequilibrio químico de diversos componentes. Reconstruirá el mecanismo volviendo a ensamblar el motor de la división. En concreto, el objetivo del proyecto es desentrañar esta interacción mediante su rediseño «in vitro» y la modelización «in silico». Analizará la aparición de funciones biológicas complejas naturales combinando estas redes reconstituidas, integrando el control temporal y las fuerzas mecánicas. Esto ampliará la escala y el alcance de las reconstituciones «in vitro».
Objetivo
Cellular and sub-cellular organisation at the micrometre length scale ultimately reflects the activity of molecular networks that harness chemical energy to perform precise mechanical work, create functional spatial gradients, and sustain timely temporal changes in molecular activities. In eukaryotic cell division, the biochemical oscillations of the cell cycle drive dramatic morphological changes of the cytoskeleton necessary for bi-orientation of chromosomes and for their subsequent delivery into two daughter cells. This mechanism is at the heart of biology, but it is poorly understood and hard to address because it involves out-of-equilibrium chemistry of many components and Brownian mechanics of the cytoskeleton. BIOMECANETs extraordinarily ambitious goal is to unravel this interplay by re-engineering it in vitro and by modelling it in silico. To achieve this, BIOMECANET will mobilize an unrivalled catalogue of purified human proteins to reconstitute four fundamental and interlinked biochemical and mechanical protein networks: 1) the cell cycle oscillator with the spindle assembly checkpoint; 2) the metaphase spindle; 3) the chromosome bi-orientation machinery of kinetochores; and 4) the central spindle and its links with the actin cytoskeleton required for cell fission. Then, BIOMECANET will combine these reconstituted networks, integrating temporal control and mechanical forces to analyse the emergence of complex life-like biological function, thus elevating scale and scope of in vitro reconstitutions to an entirely new level. Crucial to the attainment of BIOMECANETs long-term goals is the synergetic alliance of two biochemists having pioneered different types of biochemical reconstitutions in the complementary areas of cell cycle and chromosome biology (Musacchio) and the cytoskeleton (Surrey), and a theoretician having pioneered physically faithful modelling and simulation of intracellular systems (Ndlec).
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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- ciencias naturalesciencias biológicasbioquímicabiomoléculasproteínas
- ciencias naturalesciencias biológicasgenéticacromosoma
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Palabras clave
- Cell cycle
- mitotic spindle
- cytoskeleton
- self-organization
- cell division
- spindle architecture
- mechanical network
- biochemical network
- active network
- molecular motors
- computer simulation
- microtubules
- in vitro reconstitution
- kinetochore
- fluorescence microscopy
- force spectroscopy
- droplet microfluidics
- biochemical reconstitution
- mitotic spindle
- molecular motors
- modelling
- simulation
- theory
- central spindle
- anaphase
- metaphase
- origami
Programa(s)
Tema(s)
Régimen de financiación
ERC-SyG - Synergy grantInstitución de acogida
80539 Munchen
Alemania