Descrizione del progetto
Quantificazione delle informazioni trasmesse tra ambiente e cellula
Le vie di segnalazione coinvolgono cascate di reazioni biochimiche che trasmettono segnali esterni all’interno della cellula. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto Cellinfo è volto a chiarire quante informazioni vengono trasmesse dall’ambiente alla cellula attraverso le vie di segnalazione e come i segnali vengono integrati nel tempo. Il progetto utilizza l’optogenetica quantitativa e la modellizzazione teorica all’avanguardia per quantificare il flusso di informazioni nella ben studiata via di segnalazione della proteina chinasi attivata da mitogeni. Verrà applicata una stimolazione specifica per attivare la via mentre si misura la risposta alla fine della cascata di segnalazione. I dati raccolti saranno organizzati in un framework teorico, utilizzando la fisica statistica e la teoria dell’informazione per quantificare la quantità di informazioni statiche e dinamiche trasmesse.
Obiettivo
Signaling pathways are cascades of biochemical reactions that transduce environmental signals to the cell interior. The cells rely on the information transduced through signalling pathways to govern biological functions and maximise the fitness of the organism. Conversely, defects in the signalling pathways are implicated in various diseases, e.g. carcinogenesis. The intricate network of signalling pathways indicates the existence of sophisticated information processing mechanisms, motivating the key questions of this project: How much information is transmitted from the environment through the signalling pathway? How many features of the signals are conveyed? Are signals integrated over time? To answer these questions, the project combines state of the art quantitative optogenetic experiments and theoretical modelling using information theory to quantify the information flow in the canonical MAPK signaling pathway. Experimentally, a well-defined stimulus will be applied at the beginning of the pathway while measuring the response at the end of the signaling cascade. The results will be integrated into a theoretical framework based on statistical physics and information theory to quantify how much static and dynamic information is being transmitted, offering key insights into cell function — the building blocks of living organisms — with potential application in drug design. The strong interdisciplinary nature of this project and the detailed dissemination strategy promotes collaboration between research communities of physicists and biologists, as well as reinforces information as a key concept in life sciences. The included training plan ensures the candidate will acquire skills in advanced experimental and theoretical techniques, and the two-way transfer of knowledge provides mutual benefit between the candidate and the host institution.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
75231 Paris
Francia