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Mechanisms and consequences of cell state transitions during heart regeneration

Descrizione del progetto

Attivazione del tipo di cellula durante la rigenerazione del cuore dopo una lesione

Gli organi sono composti da cellule specializzate che devono coordinare le loro azioni per mantenere o ripristinare la funzione dopo le alterazioni. I progressi della genomica monocellulare ci permettono ora di studiare questo processo su scala più ampia. Il progetto HEART_STATES, finanziato dal CER, mira a utilizzare il cuore di pesce zebra per studiare come i diversi tipi di cellule si attivano durante la rigenerazione dopo una lesione. Si lavorerà per identificare i tipi di cellule che rispondono, analizzare i loro profili di attivazione ed esplorare i meccanismi alla base di queste risposte. Combinando tecniche avanzate come la trascrittomica monocellulare con una macchina del tempo molecolare, il progetto scoprirà i tipi di cellule pro-rigenerative e i loro ruoli. In definitiva, questa ricerca potrebbe migliorare la nostra comprensione della rigenerazione cardiaca e avere applicazioni più ampie nella medicina rigenerativa.

Obiettivo

Organs consist of cells with a large diversity of specialized roles. A fundamental question is how these cells mount a coordinated response in space and time to maintain or restore organ function after perturbation. Recent progress in single-cell genomics has generated the opportunity to understand this process on a system-wide scale. We will use the adult zebrafish heart as a powerful model system to dissect how regeneration after injury is orchestrated by the activation response of multiple different cell types. To understand how activated cell states are generated and how they interact to drive the regenerative process, we will:

1) Define which cell types react to injury and measure their activation profiles. We will develop new experimental and computational strategies for measuring cell states, including a “molecular time machine” that records the past transcriptome of single cells based on RNA labeling.

2) Discover the mechanisms that induce cell state activation upon injury. We will combine single-cell transcriptomics and open chromatin profiling to infer gene regulatory networks, and we will use functional experiments to validate the identified pathways.

3) Reveal pro-regenerative cell types and understand their role in the regenerative process. We will combine spatial transcriptomics and computational analysis to identify putative cellular interactions, and we will use targeted cell type depletion and signaling inhibition to confirm our findings.

In this manner, we will provide the first comprehensive view of how cell type activation leads to a synergistic response in organ regeneration. Furthermore, the approaches and concepts developed in this project will be applicable to other systems in regeneration and beyond. Finally, understanding the underlying mechanisms in zebrafish, the preeminent model for heart regeneration, will open up exciting avenues for awakening the dormant regenerative potential of the human heart.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

MAX DELBRUECK CENTRUM FUER MOLEKULARE MEDIZIN IN DER HELMHOLTZ-GEMEINSCHAFT (MDC)
Contributo netto dell'UE
€ 2 000 000,00
Indirizzo
ROBERT ROSSLE STRASSE 10
13125 Berlin
Germania
Regione
Berlin Berlin Berlin
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 2 000 000,00

Beneficiari (1)