Projektbeschreibung
Wie die Natur Transkriptionsblockaden umgeht
Transkriptionsblockierende DNS-Läsionen können durch eine Vielzahl DNS-schädigender Stoffe ausgelöst werden und bilden ein Hindernis für Gentranskriptionsenzyme. Die transkriptionsgekoppelte Reparatur bildet einen speziellen DNS-Reparaturweg, der selektiv DNS-Läsionen von aktiv transkribierten Genen entfernt und die Transkription wiederherstellt. Die Mechanismen, die diesen Prozessen zugrunde liegen, sind nur unzureichend bekannt. Das EU-finanzierte Projekt STOP-FIX-GO wird die Mechanismen aufklären, die den zellulären Reaktionen auf Schäden, die die Transkription blockieren, zugrunde liegen, und zwar durch eine Kombination von hochtechnisierten Genomik-, Proteomik- und Kartierungsverfahren mit Schwerpunkt auf bekannten und vielversprechenden Proteinen für die transkriptionsgekoppelte Reparatur. Wenn verstanden wird, wie Zellen auf natürliche Weise Transkriptionsblockaden überwinden, könnte dies zu neuartigen Therapeutika führen.
Ziel
Bulky DNA lesions are a major obstacle during gene transcription by RNA polymerase II enzymes (RNAPII). The stalling of RNAPII at DNA lesions triggers a genome-wide transcriptional arrest. Transcription-coupled repair (TCR) is a specialized DNA repair pathway that selectively removes DNA lesions from actively transcribed genes to restore transcription. Stalled RNAPII at DNA lesions forms a roadblock for advancing DNA replication forks resulting in toxic collisions. The mechanisms that enable the repair of transcription-blocking DNA lesions, the restoration of transcription after repair and the resolution of transcription-replication conflicts are poorly understood. To address these knowledge gaps, I propose to establish a series of innovative approaches aimed at identifying the mechanisms involved in the cellular responses to transcription-blocking DNA damage. We will focus on the functional characterization of known and several promising new TCR factors that we recently identified in combined genome-wide CRISPR and targeted proteomics screens. I propose to dissect the role of known and new TCR proteins by (1) applying a genome-wide approach for directly measuring TCR activity in combination with proximity-labelling proteomics and genetic-interaction mapping to define how TCR complexes assemble and operate, (2) identifying the mechanisms in transcription restoration by combining advanced genomics methods to map nascent transcripts, monitor RNAPII occupancy, and correlate these with specific chromatin modifications in a genome-wide manner, and (3) dissecting the mechanisms involved in resolving transcription-replication conflicts by combining functional DNA replication assays with genome-wide approaches to map transcription, R-loops and DNA replication directionality. This ERC project will break new grounds by offering a detailed understanding of the mechanisms that enable cells to overcome transcriptional roadblocks.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC - Support for frontier research (ERC)Gastgebende Einrichtung
2333 ZA Leiden
Niederlande