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Translational specialization of cellular identity in embryonic development and disease

Description du projet

Le rôle des facteurs de spécialisation translationnelle dans les maladies cardiaques

La traduction de l’information génétique en décisions relatives au destin cellulaire est un enjeu fondamental de la biologie du développement. Le projet TRANSCEND, financé par le CER, étudie la manière dont les cellules contrôlent sélectivement la production de protéines dans le temps et dans l’espace pour assurer le développement du cœur humain. Concentrant ses recherches sur les régulateurs spécialisés de la traduction, le projet révélera comment ces facteurs façonnent les transitions clés du développement et guident l’identité et la fonction des cellules cardiaques. Il combinera des approches expérimentales et informatiques de pointe pour cartographier les programmes de contrôle translationnel dans la santé et la maladie et pour vérifier s’ils peuvent être exploités pour contrer le remodelage cardiaque pathologique. Ces résultats contribueront au développement de thérapies innovantes de restauration de la fonction cardiaque.

Objectif

A central question in developmental biology is how the genetic information is differentially interpreted to program cell-fate decisions essential for embryogenesis. The success of developmental cell-fate decisions relies on the accurate rewiring of the proteome to support rapid cellular identity changes. Here, we will address the fundamental question: How is the developmental transcriptome differentially translated in time and space to program cell-fate decisions? I hypothesize that the developmental competence for cell-fate decisions is controlled by fate-specific translational specialization factors (TSFs). TSFs program the selective and privileged translation of developmental genes in defined time windows to enable the acquisition of cell fate and maintenance of cellular identity. Notably, in a proof-of-principle study, we discovered that translational specialization in pluripotency poises future lineage choices in humans. The research program TRANSCEND has four work packages: (1) identifying candidate TSFs engineering cardiac fate at critical cell-fate transitions by cell-fate specific, systematic cataloging TSFs on ribosomal complexes; (2) dissecting the molecular and functional role of TSFs in cardiac cell-fate specification by combining targeted CRISPR screens and tethered functional approaches; (3) decoding the mechanisms, modalities, and design principles by which TSFs program cardiac identity by using a holistic approach, including loss-of-function studies in cardiac 2D, organoid, and mouse models along with systems-wide methods such as eCLIP-seq and TCP-seq; and (4) engineering translation specialization modules to ameliorate pathological cardiac hypertrophy using patient-derived in vitro and murine in vivo models. Ultimately, the proposed research program TRANSCEND aims at transforming our current understanding of translational control over cell-fate decisions and opening up innovative avenues for controlled therapeutic restoration of cardiac function.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

JOHANN WOLFGANG GOETHE-UNIVERSITAET FRANKFURT AM MAIN
Contribution nette de l'UE
€ 1 801 739,92
Adresse
THEODOR W ADORNO PLATZ 1
60323 Frankfurt Am Main
Allemagne
Région
Hessen Darmstadt Frankfurt am Main, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 801 739,92

Bénéficiaires (1)