El objetivo principal del grupo es combinar técnicas experimentales avanzadas y conocimientos teóricos para abordar cuestiones relacionadas con los procesos energéticos a escala nanométrica. Las principales líneas de investigación son la biofísica de una sola molécula y la física de no-equilibrio. La investigación desarrollada se ha centrado en el estudio de las interacciones intermoleculares (como los péptidos y proteínas que se unen al ADN), las interacciones intramoleculares (hibridación del ADN, ADN, ARN y plegamiento de proteínas) y la investigación fundamental en la física fuera del equilibrio de los sistemas moleculares, donde las fluctuaciones brownianas regulan la energía, entropía y flujos de información. El grupo también ha demostrado el poder de combinar teorías de la física fuera del equilibrio y métodos de moléculas únicas para conocer las energías libres y sitios de unión de las interacciones ligando-ADN mediante huellas mecánicas de ADN con precisión sin precedentes. Su investigación avanza hacia la conversión de energía de información-trabajo y cómo se puede definir la información termodinámica en procesos de equilibrio bajo control de retroalimentación y ensemblages moleculares mutativos.
Dos novedades recientes ampliarán las futuras investigaciones del grupo. Primero, las pinzas ópticas con controlador de temperatura que funciona en el intervalo de 5-40 ºC. Esto permite medir las diferencias de entalpía y de entropía hasta la precisión de un enlace molecular simple y débil (1kcal / mol) mejorando el conocimiento de la termodinámica de ácidos nucleicos. En segundo lugar, el laboratorio ya ha iniciado una nueva línea de investigación basada en las medidas eléctricas de la transferencia de una sola molécula a través de nanopors (utilizando nanocanals de pipeta de vidrio). La nueva configuración eléctrica combinada con pinzas ópticas permite la transferencia molecular controlada mediante medidas eléctricas y de fuerza, ofreciendo una herramienta potencialmente útil para la secuenciación de una sola molècula.
Fèlix Ritort Farran (Catedrático) ritort@ub.edu
Maria Mañosas Castejon (Investigador Postdoctoral Ramón y Cajal)
I. Di Terlizzi*, M. Gironella*, D. Herraez-Aguilar, T. Betz, F. Monroy, M. Baiesi, and F. Ritort. “Variance Sum Rule for Entropy Production”. Science Magazine, 1st March 2024. Doi: 10.1126/science.adh1823
Generalized continuous Maxwell demons. J. P. Garrahan and F. Ritort. Phys. Rev. E 107, 3, 034101. March 2023. Doi: 10.1080/14756366.2022.2158822
N-States Continuous Maxwell Demon. Raux P.; Ritort F. Entropy 2023, 25(2), 321. Doi: 10.3390/e25020321
Molten globule-like transition state of protein barnase measured with calorimetric force spectroscopy. Rico-Pasto M., Zaltron A., Davis S.J., Frutos S., Ritort F. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119, 11, e2112382119, 2022
Temperature-dependent elastic properties of DNA. Rico-Pasto M., Ritort F. Biophysical Reports, 2, 3, 100067, 2022
Measurement of the specific and non-specific binding energies of Mg2+ to RNA. Martinez-Monge A., Pastor I., Bustamante C., Manosas M., Ritort F. Biophysical Journal, 121, 16, 3010, 2022
Folding Free Energy Determination of an RNA Three-Way Junction Using Fluctuation Theorems. Aspas-Caceres J., Rico-Pasto M., Pastor I., Ritort F. Entropy, 24, 7, 895, 2022
Force dependence of proteins’ transition state position and the bell–evans model. Rico-Pasto M., Zaltron A., Ritort F. Nanomaterials. 2021, 11, 11
Dissipation Reduction and Information-to-Measurement Conversion in DNA Pulling Experiments with Feedback Protocols. Rico-Pasto M., Schmitt R.K., Ribezzi-Crivellari M., Parrondo J.M.R., Linke H., Johansson J., Ritort F. Physical Review X. 2021, 11, 3, 031052
Cooperativity-Dependent Folding of Single-Stranded DNA. Viader-Godoy X., Pulido C.R., Ibarra B., Manosas M., Ritort F. Physical Review X. 2021, 11, 3, 031037
Sugar-pucker force-induced transition in single-stranded DNA. Viader-Godoy X., Manosas M., Ritort F. International Journal of Molecular Sciences. 2021, 22, 9, 4745
Direct detection of molecular intermediates from first-passage times. Thorneywork A.L., Gladrow J., Qing Y., Rico-Pasto M., Ritort F., Bayley H., Kolomeisky A.B., Keyser U.F. Science Advances. 2020, 6(18)
Detection of single DNA mismatches by force spectroscopy in short DNA hairpins. Landuzzi F., Viader-Godoy X., Cleri F., Pastor I., Ritort F. Journal of Chemical Physics. 2020, 152(7)
Descifrando los mecanismos de motores moleculares que trabajan en el AND. CNS2022-135910. IP: Maria Mañosas Castejon. Ministerio de Ciencia e Innovación (2023-2025)
Energía e información en la nanoescala en materia biológica. PID2022-139913NB-I00. IP: Félix Ritort Ferran. Ministerio de Ciencia e Innovación (2023-2026)
ICREA ACADEMIA 2008, 2013, 2018. IP: Félix Ritort Ferran. Generalitat de Catalunya (2009-2023).
Experimental measurement of entropy and information in single molecules and cells. PID2019-111148GB-I00. Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. IP: Felix Ritort Ferran/Maria Mañosas Castejon(2020-2023)
PROtein SEQuencing using Optical single molecule real-time detection (PROSEQO). IP: Félix Ritort. European Union (Horizon 2020). 2016-2019
-Optical tweezers instruments (3 at room temperature, 1 with temperature controller), 1 magnetic tweezers, 1 instrumental setup for single molecule translocation also combined with optical tweezers.
Università degli Studi di Padova (Italy); B. Ibarra (IMDEA,Madrid); U. Keyser (U. Cambridge); U. Seifert (U. Stuttgart), P. Pietzonka (U. Cambridge), M. Baiesi and I. Di Terlizzi (U. Padova); A. Alemany (Hubrecht Inst.,Utrecht), J. Johansson and H. Linke (U. Lund), J. M. Parrondo (U. Autonoma Madrid) and M. Ribezzi (ESPCI, Paris), on information-energy conversion; A. Zaltron, G. Mistura, F. Seno (U. Padova), J. Sancho (U. Zaragoza) and S. Frutos (Parc científic, Barcelona) on protein folding; C. V. Bizarro (U. Porto Alegre) on RNA unzipping. G. Wuite (U. Vrije, Amsterdam) on red blood cell dynamics; V. Croquette (ENS, Paris) on helicase dynamics; F. Cleri (U. Lille, France) on simulations of hairpin folding kinetics; A. Crisanti (U. La Sapienza, Roma) and M. Picco (U. Paris VI, Paris) on fluctuation theorems in glassy systems; F. Westerlund (U. Chalmers, Gotheborg) on force spectroscopy of nucleic acids.