Description du projet
La matrice extracellulaire en tant que plateforme pour étudier les antécédents mécaniques des tissus
La matrice extracellulaire (MEC) est un matériau tridimensionnel complexe qui forme un échafaudage autour des cellules et détermine les propriétés mécaniques des tissus structurels, comme les os, les tendons et la peau. Des études récentes ont démontré que la rupture de liaisons covalentes des protéines de la MEC provoque des modifications chimiques qui communiquent les antécédents mécaniques, en intégrant des signaux moléculaires spécifiques dans la structure de la MEC. Le projet EXTREME, financé par l’UE, vise à élucider les particularités des modifications mécanochimiques de la MEC, ainsi que la manière dont les cellules les reconnaissent et leur évolution face au vieillissement et à la maladie. Le projet emploiera la résonance magnétique nucléaire à l’état solide pour déterminer ces modifications dans la MEC de tissus intacts exposés à des déformations mécaniques.
Objectif
The mechanical properties of structural animal tissues like bone, tendon and skin are determined by the extracellular matrix (ECM) of the tissue, a complex, changeable 3D material that forms a scaffold around the tissues cells. The matrix is under constant mechanical stress from our everyday movements. When it is damaged, cells in the tissue repair it; where there is repeated damage, cells must strengthen the matrix, not just repair. Thus, drivers of cell behaviour are encoded into the detailed molecular structure of the ECM. For cells to respond appropriately when they re-structure the ECM simple repair or strengthen, for example they need access to its mechanical history. However, there is currently little understanding of how the mechanical history of the ECM is encoded into its molecular structure.
New work shows that chemistry happens in the ECM under mechanical strains. Covalent bonds break resulting in chemical modifications to extracellular proteins, the modifications depending on the strain. This suggests Nature has evolved an exquisite mechanism to communicate the mechanical history of the ECM to cells, using mechanochemistry resulting from the forces on the tissues to accumulate specific molecular cues into the ECM.
The challenge now is to determine what these ECM mechanochemical modifications are, how cells use them and how they change in ageing and diseases such as diabetes and cancer. There are few methods to probe atomic structures in highly heterogeneous materials such as the ECM. I have developed solid-state NMR (SSNMR) methodology over the last 15 years to determine molecular structure changes and follow chemistry in the ECM. Here, I will develop an SSNMR approach to determine the chemical modifications to the ECM of intact tissues under mechanical deformations. I will use the new methodology to develop important new insight into how cells interpret their environment that will impact on how we understand human diseases and ageing.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
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Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-ADG
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ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
CB2 1TN Cambridge
Royaume-Uni