Three of CIC biomaGUNE’s research projects in which the Ikerbasque professors Luis Liz-Marzán and Aitziber López-Cortajarena and Dr. Valery Pavlov have been selected in the European FET Open (Future and Emerging Technologies) call, through which the European Commission supports major, high-risk scientific research projects carried out in collaboration. FET Open projects are characterized by being based on groundbreaking ideas with the potential to generate new technology, by including a highly interdisciplinary scientific approach and by encouraging the participation of young researchers and high-tech SMEs. Prestigious universities and international R&D centers are participating in the projects.
The European Commission has funded 58 out of a total of 902 proposals evaluated which constitutes a success rate of only 6.6 %. The funding for these three projects amounts to nearly 1.2 million euros, of which € 526,791 corresponds to the e-Prot project coordinated by Aitziber López-Cortajarena; € 353,750 to the DNA-FAIRYLIGHTS Project in which Luis Liz-Marzán and Aitziber López-Cortajarena are participating; and € 314,001 goes to the DeDNAed project in which Luis Liz-Marzán, Aitziber López-Cortajarena and Valery Pavlov are participating. Luis Liz-Marzán, scientific director of CIC biomaGUNE, welcomed this saying, “It is tremendously exciting to see that we continue to get economic support enabling us to tackle high-risk scientific and technological challenges, and also to see the possibility of achieving results of great importance and use."
The CIC biomaGUNE researchers pointed out that these projects have emerged out of technologies they have been developing at CIC biomaGUNE over many years. “There are shared elements in the three projects awarded, but the aims are very different and this highlights the importance of the work being done at CIC biomaGUNE and the excellent reputation the Center has acquired in this context.”
e-Prot Project
The main aim of the e-Prot (Engineered conductive proteins for bioelectronics / A protein-based platform for bioelectronics) project, coordinated by Aitziber López-Cortajarena, is to develop a technology platform for bio-electronics systems based on bio-inspired, sustainable, efficient proteins as an alternative to the traditional technologies used in the electronics industry. López-Cortajarena explained that this Project “emerges out of our group’s research focusing on generating protein-based tools and biomaterials for a range of applications, including bioelectronics".
Besides coordinating, CIC biomaGUNE’s role in the project is crucial “as it will be responsible for the research during the initial tasks in the project: to design and produce the protein molecules with optimum properties of conductivity and stability so that the rest of the project can be carried out", she added. CIC biomaGUNE will be making these biomolecules available to the various collaborators so that they can be characterized, and once the proteins with the optimum properties have been selected, to enable the companies participating in the project to incorporate them into bio-electronic devices.
DNA-FAIRYLIGHTS Project
DNA-FAIRYLIGHTS (DNA-flash light driven data technology with multiplexed optical encoding and read-out) seeks to develop a platform for mass data storage and the rapid handling of information using biological (not artificial) DNA molecules. Gold nanoparticles of different geometries and sizes will be coupled with the DNA chains so that the DNA sequences can be identified and the data thus encoded by means optical signals that are a feature of nanoparticles.
CIC biomaGUNE’s role in this project will mainly be to develop a library of metal nanoparticles and ultra-small light emitting nanoclusters as well as to assemble them on DNA templates in a controlled way. The specific optical properties of each nanomaterial will be used for the marking, reading and identification of the specific DNA sequences that encode the information, which will allow fast electro-optical reading of the encoded information. “It is possible to estimate an information storage capacity that is 100 times bigger than that available using current techniques,” said Liz-Martin. "It is easy to imagine the impact that this technology could have on the electronic components industry."
DeDNAed Project
The DeDNAed (Cluster decorated recognition elements on DNA origami for enhanced Raman spectroscopic detection methods) project seeks to develop a new analytical platform based on the assembly of sensor elements by using DNA origami, which allows these sensors to be accurately located with the necessary nanometric resolution for better surface-enhanced detection via Raman spectroscopy. The anticipated benefits of the proposed technology would be translated into greater sensitivity, versatility and detection speed.
In this project, CIC biomaGUNE would be responsible for designing and synthesizing the sensor elements in the system. These sensors are based on biomolecular recognition hybrids to detect the analyte of interest with nanomaterials needed for optical detection.
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Europa impulsa la excelencia de CIC biomaGUNE
Tres proyectos de investigación de CIC biomaGUNE en los que participan los profesores Ikerbasque Luis Liz Marzán y Aitziber López Cortajarena y el doctor Valery Pavlov han sido seleccionados en la convocatoria europea FET Open (Future and Emerging Technologies), mediante la que la Comisión Europea apoya grandes proyectos de investigación científica de alto riesgo realizados en colaboración. Los proyectos FET Open se caracterizan por estar basados en ideas rompedoras que puedan llegar a generar nueva tecnología, incluir un enfoque científico altamente interdisciplinario y estimular la participación de jóvenes investigadores y pymes de alta tecnología. En los proyectos participan prestigiosas universidades y centros tecnológicos internacionales.
La Comisión Europea ha financiado 58 proyectos de un total de 902 propuestas valoradas, lo que supone una tasa de éxito de tan solo el 6,6 %. La financiación para estos tres proyectos es de casi 1,2 millones de euros, de los que 526.791 € corresponden al proyecto e-Prot coordinado por Aitziber López Cortajarena; 353.750 € corresponden al proyecto DNA-FAIRYLIGHTS en el que participan Luis Liz Marzán y Aitziber López Cortajarena, y 314.001 € son para el proyecto DeDNAed en el que colaboran Luis Liz Marzán, Aitziber López Cortajarena y Valery Pavlov. “Es muy emocionante ver que seguimos teniendo apoyo económico para poder afrontar retos científicos y tecnológicos de alto riesgo pero también la posibilidad de alcanzar resultados con gran importancia y utilidad”, se felicita Luis Liz Marzán, director científico de CIC biomaGUNE.
Los investigadores de CIC biomaGUNE afirman que estos proyectos emergen de tecnologías que se llevan desarrollando en CIC biomaGUNE durante años: “En los tres proyectos concedidos hay elementos comunes, pero los objetivos son muy diferentes y esto pone de manifiesto la relevancia del trabajo que se lleva a cabo en CIC biomaGUNE y la excelente reputación que ha adquirido el Centro en este contexto”.
Proyecto e-Prot
El objetivo principal del proyecto e-Prot (Engineered conductive proteins for bioelectronics / A protein-based platform for bioelectronics), coordinado por Aitziber López Cortajarena, es desarrollar una plataforma tecnológica para sistemas bioelectrónicos basados en proteínas, bioinspirados, sostenibles y eficientes, como alternativa a las tecnologías tradicionales utilizadas en la industria electrónica. Este proyecto “emerge de la investigación de nuestro grupo —explica López Cortajarena—, enfocada a generar herramientas y biomateriales basados en proteínas para diferentes aplicaciones, incluida la bioelectrónica”.
Aparte de la coordinación, el papel de CIC biomaGUNE en el proyecto es clave “ya que se encargará de la investigación en las tareas iniciales del proyecto: diseñar y producir las moléculas proteicas, con propiedades de conductividad y estabilidad óptimas para poder llevar a cabo el resto del proyecto”, añade. CIC biomaGUNE suministrará estas biomoléculas a los diferentes colaboradores para su caracterización, y una vez seleccionadas las proteínas con las propiedades óptimas integrarlas en dispositivos bioelectrónicos por parte de empresas que participan en el proyecto.
Proyecto DNA-FAIRYLIGHTS
El objetivo de DNA-FAIRYLIGHTS (DNA-flash light driven data technology with multiplexed optical encoding and read-out) es el desarrollo de una plataforma para el almacenamiento masivo de datos y la manipulación rápida de información usando moléculas de ADN biológico (no artificial). A las cadenas de ADN se unirán nanopartículas de oro con distintas geometrías y tamaños, de forma que permitan identificar las secuencias del ADN y así codificar los datos a través de las señales ópticas características de las nanopartículas.
El papel de CIC biomaGUNE en este proyecto será principalmente el desarrollo de una librería de nanopartículas metálicas y nanoclusters emisores de luz ultrapequeños, así como su ensamblaje controlado en plantillas de ADN. Las propiedades ópticas específicas de cada nanomaterial se utilizarán para el marcaje, lectura e identificación de las secuencias específicas de ADN que codifican la información, lo que permitirá una lectura electroóptica rápida de la información codificada. “Se puede estimar una capacidad de almacenamiento de información 100 veces mayor que la disponible con las técnicas actuales —afirma Liz Marzán—. Es fácil imaginar el impacto que esta tecnología podría alcanzar en la industria de componentes electrónicos”.
Proyecto DeDNAed
El proyecto DeDNAed (Cluster decorated recognition elements on DNA origami for enhanced raman spectroscopic detection methods) tiene como objetivo el desarrollo de una nueva plataforma analítica basada en el ensamblaje de elementos sensores utilizando origami de ADN, que permite la localización precisa de dichos sensores con resolución nanométrica necesaria para una mejor detección por espectroscopía Raman mejorada en superficie. Los beneficios esperables de la tecnología planteada se traducirán en una mayor sensibilidad, versatilidad y rapidez de detección.
En este proyecto, CIC biomaGUNE se ocupará de diseñar y sintetizar los elementos sensores del sistema. Estos sensores están basados en híbridos de biomoléculas de reconocimiento para detectar el analito de interés con nanomateriales, necesarios para la detección óptica.