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How epigenetic reprogramming modulates 3D chromatin organization in totipotent embryos

Descrizione del progetto

La riprogrammazione epigenetica definisce la struttura tridimensionale della cromatina e l’attivazione genomica nello zigote

La totipotenza di uno zigote unicellulare che dà origine a tutti i tipi di cellule in un organismo è un argomento molto intrigante in biologia. L’obiettivo generale del progetto Epigenome_embryo, finanziato dall’UE, è comprendere i meccanismi della costituzione dello stato totipotente. La generazione di uno zigote comporta la demetilazione del DNA del genoma paterno e l’asimmetria nelle modifiche degli istoni tra i genomi genitoriali. Lo studio esaminerà se e in quale modo la riprogrammazione epigenetica moduli la struttura tridimensionale della cromatina negli zigoti. Per studiare l’attivazione del genoma zigotico, i ricercatori utilizzeranno uno schermo di abbattimento mirato in embrioni per identificarne i fattori necessari.

Obiettivo

One of the most intriguing questions in biology is how a single cell (zygote) is generated that has the potential to give rise to all cell types of an organism, known as totipotency. The overall purpose of this project is to gain mechanistic insights into the establishment of the totipotent state, in terms of 3D chromatin organization and zygotic genome activation (ZGA), summarized in two key aims:

i)To test whether and how epigenetic reprogramming modulates the 3D chromatin structure in zygotes: The generation of a zygote is accompanied by Tet3-dependent active DNA demethylation of the paternal genome and asymmetry in histone modifications between the parental genomes. Whether this alters chromatin organization and promotes transcription is poorly understood. To test this, I will perturb Tet3 activity and perform single nucleus Hi-C (snHi-C) of zygotes to determine changes in genome architecture. In addition, I will study the effect of the absence of Kdm4a on the different histone marks and the consequent potential effect on chromatin architecture. This work will provide the first insights into how epigenetic reprogramming alters chromatin organization.

ii) To study the mechanism of ZGA: The activation of embryonic transcription is crucial for the development of an organism. However, the essential activators of ZGA in mammals remain largely unidentified. Based on work in Drosophila, a leading hypothesis is that ZGA is triggered by pioneer transcription factors. To identify these, I will participate in a targeted knockdown screen in embryos to identify factors required for ZGA. I will focus on one potential candidate and generate transgenic mouse strains to study its function in early embryos. This high-risk high-gain aim has the potential to identify novel regulators of the mammalian ZGA.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2020

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Coordinatore

INSTITUT FUER MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE GMBH
Contributo netto dell'UE
€ 174 167,04
Indirizzo
DR BOHRGASSE 3
1030 Wien
Austria
Regione
Ostösterreich Wien Wien
Tipo di attività
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Collegamenti
Costo totale
€ 174 167,04