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FROM SINGLE MOLECULES TO CELL REPROGRAMMING: DECIPHERING AND RECODING DISORDERED PIONEER TRANSCRIPTION FACTORS

Projektbeschreibung

Untersuchung von Struktur und Funktion von Pionier-Transkriptionsfaktoren

Pionier-Transkriptionsfaktoren (pTF) leiten Veränderungen des Zellschicksals ein, indem sie in geschlossenes Chromatin eindringen und es öffnen. Diese einzigartigen Fähigkeiten wurden genutzt, um die Zellentwicklung zu steuern und pluripotente Stammzellen zu induzieren. Die Pionier-Transkriptionsfaktoren bestehen aus strukturierten DNS-bindenden Domänen (DBD), die von intrinsisch ungefalteten Regionen umgeben sind. Die Einzelmolekül-Spektroskopie ermöglicht die Überwachung dynamischer molekularer Systeme sowie die Messung von deren Konformationsverteilungen. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt PIONEER zielt darauf ab, die Mechanismen der Interaktion von Pionier-Transkriptionsfaktoren mit Nukleosomen, das Eindringen in und die Öffnung von Chromatin sowie das Zusammenspiel von DBD und intrinsisch ungefalteten Regionen aufzudecken. Unter Einsatz bekannter und neu entwickelter Pionier-Transkriptionsfaktoren werden im Rahmen der Studie Konformationszustände abgebildet, kinetische Mechanismen untersucht und der Chromatinumbau in vitro und in vivo im Kontext von vier verschiedenen Wegen der Zellreprogrammierung beobachtet.

Ziel

Pioneer transcription factors (pTFs) have unique capabilities beyond classical TFs: They can invade and open closed chromatin, initiating cell-fate changes. Their remarkable abilities have been used to steer cell-fate decisions and to induce a pluripotent stem cell state through poorly understood pathways. Like most TFs, pTFs consist of structured DNA-binding domains (DBDs) flanked by long intrinsically disordered regions (IDRs). In attempts to explain their pioneering functions, intense focus has been on how the structured DBDs of pTFs interact with the nucleosome core particle. Yet, the critical interactions with nucleosomes beyond the core particle, the interplay between DBDs and IDRs, and the molecular mechanism of chromatin invading and opening, remain unclear.

The extensive disorder of pTFs places them outside the scope of current structural biology efforts and understanding their functions therefore requires a different approach. Single-molecule spectroscopy offers a powerful toolbox to monitor dynamic molecular systems and measure their conformational distributions. These methods enable quantitative modeling of distances and dynamics in biomolecules over timescales reaching over 15 orders of magnitude. Building on our recent breakthroughs in single-molecule techniques for studying highly disordered proteins in chromatin regulation and our preliminary data on pTF IDRs, we are in a unique position to apply our expertise to the molecular mechanism of pTFs.

Using five established pTFs involved in four distinct cell reprogramming pathways, we intend to: 1) map conformational states, 2) decipher kinetic mechanisms, 3) engineer new pTFs, and 4) observe chromatin remodelling, both in vitro and within the complex cellular environment. A molecular-level understanding of pTF functions may break the barrier to fully controlling cell fate, unleashing the enormous medical potential of cell-based therapy.

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. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

KOBENHAVNS UNIVERSITET
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 052 761,46
Adresse
NORREGADE 10
1165 KOBENHAVN
Dänemark

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Region
Danmark Hovedstaden Byen København
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 052 761,46

Begünstigte (2)

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