NANOSCALE: Elastin Nanobiosensors

纳米级:弹性蛋白纳米生物传感器

基本信息

  • 批准号:
    9986477
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2000-03-01 至 2002-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The objective of this research is to create a protein-based molecular sensor within the cell by inserting the "software"-- a synthetic gene, which encodes for the sensor -- into the "hardware" of the cell. Uponturning the gene on, the cell will produce functional sensor molecules, which will report upon an intracellular parameter of interest. The sensor consists of two, integrated components: an environmentally-responsive, elastin-like polypeptide (ELP), which can be designed via its amino acidsequence to be acutely sensitive to intracellular parameters, such as temperature, pH or ionic strength. Upon a change in the intracellular parameter, the ELP contracts and its end-to-end distance decreases by ~50%.The second component is a reporter, which converts this nanometer scale contraction of the ELP into a readout signal: a change in fluorescence. This is achieved by fluorescence resonance energy transfer (FRET) between -blue fluorescent protein (BFP)- the donor fluorophore, and - green fluorescent protein (GFP) - the acceptor fluorophore, each of which are fused at the gene level to opposite ends of the ELP. The centralhypothesis of this proposal is that collapse of the ELP, in response to the altered concentration of an intracellular parameter of interest, will alter the distance between the donor (BFP) and acceptor (GFP) fluorophore, leading to enhanced FRET, and will thereby provide a detectable fluorescence signal. Two different physiological sensors will be fabricated and tested: a pH sensor, which incorporates ionizable residues in the ELP sequence, and a phosphorylation sensor, which contains a peptide substrate within the ELP. Altered pH or kinase concentration will isothermally induce the inverse transition, leading to fluorescence readout due to altered FRET. These prototype sensors will find application infundamental cell and tumor biology studies, as well as in biotechnology applications, such as real-time, intracellular monitoring of industrial bioprocesses.
这项研究的目标是通过将“软件”(一种合成基因,为传感器编码)插入细胞的“硬件”,在细胞内创建一个基于蛋白质的分子传感器。开启该基因后,细胞将产生功能传感器分子,这些分子将报告感兴趣的细胞内参数。该传感器由两个集成组件组成:一个是对环境敏感的弹性蛋白样多肽(ELP),它可以通过其氨基酸序列来设计,对细胞内参数(如温度、pH值或离子强度)非常敏感。当胞内参数发生变化时,ELP收缩,端到端距离减小约50%。第二个组件是报告器,它将ELP的纳米级收缩转换为读出信号:荧光的变化。这是通过-蓝色荧光蛋白(BFP)-供体荧光团和-绿色荧光蛋白(GFP) -受体荧光团之间的荧光共振能量转移(FRET)实现的,两者在基因水平上分别融合到ELP的两端。该提案的中心假设是,ELP的崩溃,作为对细胞内感兴趣的参数浓度改变的响应,将改变供体(BFP)和受体(GFP)荧光团之间的距离,导致FRET增强,从而提供可检测的荧光信号。两种不同的生理传感器将被制造和测试:pH传感器,其包含ELP序列中的电离残基,磷酸化传感器,其包含ELP内的肽底物。改变的pH值或激酶浓度将等温诱导反向转变,导致荧光读数由于改变FRET。这些原型传感器将应用于基础细胞和肿瘤生物学研究,以及生物技术应用,如工业生物过程的实时、细胞内监测。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ashutosh Chilkoti其他文献

Synthetic biomolecular condensates enhance translation from a target mRNA in living cells
合成生物分子凝聚体增强活细胞中靶 mRNA 的翻译
  • DOI:
    10.1038/s41557-024-01706-7
  • 发表时间:
    2025-02-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    20.200
  • 作者:
    Daniel Mark Shapiro;Sonal Deshpande;Seyed Ali Eghtesadi;Miranda Zhong;Cassio Mendes Fontes;David Fiflis;Dahlia Rohm;Junseon Min;Taranpreet Kaur;Joanna Peng;Max Ney;Jonathan Su;Yifan Dai;Aravind Asokan;Charles A. Gersbach;Ashutosh Chilkoti
  • 通讯作者:
    Ashutosh Chilkoti
Genetically encoded elastin-like polypeptide nanoparticles for drug delivery
用于药物递送的基因编码类弹性蛋白多肽纳米粒子
  • DOI:
    10.1016/j.copbio.2021.11.006
  • 发表时间:
    2022-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.000
  • 作者:
    Joshua J Milligan;Soumen Saha;Irene C Jenkins;Ashutosh Chilkoti
  • 通讯作者:
    Ashutosh Chilkoti
人工エラスチンポリペプチド:破傷風トキソイドデポ製剤への最適化
人工弹性蛋白多肽:破伤风类毒素储库制剂的优化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    浅井大輔;福田靖;諸熊一則;山口優子;Ashutosh Chilkoti;柴山恵吾;中島秀喜
  • 通讯作者:
    中島秀喜
A High Throughput Method for Exploring the Sequence Space of Polypeptides That Exhibit Thermoresponsive Phase Behavior
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2018.11.1105
  • 发表时间:
    2019-02-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Xiangze Zeng;Martin J. Fossat;Nicholas Tang;Ashutosh Chilkoti;Rohit V. Pappu
  • 通讯作者:
    Rohit V. Pappu
Relationship between Surface Chemistry and Endothelial Cell Growth: Partial Least-Squares Regression of the Static Secondary Ion Mass Spectra of Oxygen-Containing Plasma-Deposited Films
表面化学与内皮细胞生长之间的关系:含氧等离子体沉积膜静态二次离子质谱的偏最小二乘回归
  • DOI:
  • 发表时间:
    1995
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ashutosh Chilkoti;A. Schmierer;V. Pérez;B. Ratner
  • 通讯作者:
    B. Ratner

Ashutosh Chilkoti的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ashutosh Chilkoti', 18)}}的其他基金

RAPID: Combined Antigen and Serology Rapid Test for COVID-19
RAPID:针对 COVID-19 的抗原和血清学联合快速检测
  • 批准号:
    2029361
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
DMREF: Collaborative Research: High throughput Exploration of Sequence Space of Peptide Polymers that Exhibit Aqueous Demixing Phase Behavior
DMREF:协作研究:表现出水相分层行为的肽聚合物序列空间的高通量探索
  • 批准号:
    1729671
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
2012 Bioinspired Materials GRC
2012仿生材料GRC
  • 批准号:
    1205839
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Surface-Initiated Enzymatic Polymerization of DNA Nanostrutcures for Highly Amplified Sensing
用于高度放大传感的 DNA 纳米结构的表面引发酶聚合
  • 批准号:
    1033621
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Acquisition of an Imaging XPS for Materials Research and Training
MRI:获取用于材料研究和培训的成像 XPS
  • 批准号:
    0216197
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Isothermal Titration Calorimetry for Biological Research
用于生物学研究的等温滴定量热法
  • 批准号:
    9729490
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Smart Protein-Polymer Conjugates for Biotechnology
职业:用于生物技术的智能蛋白质-聚合物缀合物
  • 批准号:
    9733009
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Combined Atomic Force and Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy for Biological Research
用于生物学研究的原子力和全内反射荧光显微镜相结合
  • 批准号:
    9604785
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

弹性蛋白Elastin调控脉络膜稳态的分子机制研究
  • 批准号:
    82301230
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
elastin基因修饰的BMSCs在bFGF纳米缓释系统诱导下注射治疗盆底功能障碍性疾病的实验研究
  • 批准号:
    81401186
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

2023 Elastin, Elastic Fibers and Microfibrils Gordon Research Conference and Gordon Research Seminar
2023年弹性蛋白、弹性纤维和微纤维戈登研究会议和戈登研究研讨会
  • 批准号:
    10754079
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
A recombinant elastin skin substitute for the treatment of burns
用于治疗烧伤的重组弹性蛋白皮肤替代品
  • 批准号:
    10601801
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
Epigenetic-mediated Notch pathway activation promotes elastin aortopathy
表观遗传介导的Notch通路激活促进弹性蛋白主动脉病
  • 批准号:
    10595308
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
CAREER: Unraveling Mechanisms of Mechanical Degeneration in Elastin
职业生涯:揭示弹性蛋白机械变性的机制
  • 批准号:
    2145759
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Elastic Fiber Biology - The Role of Elastin in Tissue Development and Integrity
弹性纤维生物学 - 弹性蛋白在组织发育和完整性中的作用
  • 批准号:
    RGPIN-2019-05119
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Mechanical properties of elastin hydrogels and its application to biomaterials for spinal ligament repair
弹性蛋白水凝胶的力学性能及其在脊柱韧带修复生物材料中的应用
  • 批准号:
    21K12675
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Preparation of vascular organoids by applying functional-elastin materials
应用功能弹性蛋白材料制备血管类器官
  • 批准号:
    21K19881
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Elastic Fiber Biology - The Role of Elastin in Tissue Development and Integrity
弹性纤维生物学 - 弹性蛋白在组织发育和完整性中的作用
  • 批准号:
    RGPIN-2019-05119
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
CAREER: Controlling Responsive Biointerfaces by Understanding Elastin Self-Assembled Monolayers
职业:通过了解弹性蛋白自组装单层来控制响应生物界面
  • 批准号:
    2045033
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Machine learning methods to study collagen and elastin alterations in aortic aneurysms
研究主动脉瘤中胶原蛋白和弹性蛋白变化的机器学习方法
  • 批准号:
    564102-2021
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了