Projektbeschreibung
Erkenntnisse über die Evolution der Zelltypen
Tiere besitzen eine Vielzahl von Zelltypen mit unterschiedlichen Phänotypen und Funktionen. Obwohl diese Zellen das gleiche Genom enthalten, verleihen ihnen unterschiedliche epigenetische, regulatorische und transkriptionelle Eigenschaften diese bemerkenswerte phänotypische Vielfalt. Das EU-finanzierte Projekt ModEvoCell konzentriert sich auf die Evolution der Merkmale, die für die Zellvielfalt verantwortlich sind. Die Forschenden werden das Transkriptom untersuchen und die regulatorischen Regionen verschiedener Zellen mehrerer Placozoa-Arten über die phylogenetische Divergenz hinweg kartieren. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, ein Modell der Zelltyp-Evolution zu erstellen, das Aufschluss darüber geben wird, wie verschiedene Zelltypen entstehen und sich diversifizieren.
Ziel
Cell types with distinct functions coexist and cooperate within a single animal, eventually contributing to the endless forms most beautiful that define the animal kingdom. These cell types are complex phenotypes defined by multiple traits—ontogeny, morphology, regulatory and transcriptional states, etc.—that are ultimately encoded by the same genome, and are thus subject to the evolutionary process. Therefore, to study the diversity of cell types from an evolutionary perspective we need to first understand the patterns of conservation and divergence in the various traits that determine cell phenotypes. Among these traits, gene regulation is uniquely amenable to be systematically catalogued and compared across species, and it is an ideal candidates to support a model of cell type evolution.
Here I propose to investigate the evolution of animal cell types in a multi-species comparative framework. I hypothesise that, by characterising the cell type and transcriptomic programmes of various species along a spectrum of phylogenetic divergence times, I will be able to infer a data-driven model to quantify the influence of regulatory divergence on cell type evolution. To that end, I will build cell type diversity atlases of six placozoan species and resolve their transcriptomic states at single-cell resolution using scRNA-seq, genome-wide profiling of regulatory regions (ATAC-seq and regulatory motif discovery), and gene regulatory network modelling. Placozoans are a uniquely well-suited model for this research: they have a strongly conserved yet profoundly simple bauplan, composed of few cell types, that can be fully resolve at the whole-organism level using single-cell transcriptomics. This taxon-rich survey across multiple species and cell types will allow me to address the fundamental question of how cell types emerge and diversify, and it will provide a theoretical basis to understand how regulatory divergence ultimately results in phenotypic innovation.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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