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Spatiotemporal analysis of mammalian embryonic development at single-cell level

Descrizione del progetto

Studiare lo sviluppo embrionale iniziale a livello di singola cellula

Lo sviluppo embrionale iniziale nei mammiferi dipende dalla regolazione genica spaziotemporale a livello di singola cellula. La trascrittomica spaziale a livello di singola cellula e l’immaginografia completa sono tecniche recentemente sviluppate che potrebbero contribuire a una migliore comprensione del processo di sviluppo, collegando il movimento cellulare allo stato cellulare. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto sc4DMap si propone di impiegare la trascrittomica spaziale combinata alla tecnologia di immaginografia completa al fine di esaminare gli eventi dello sviluppo iniziale nei mammiferi. Il tracciamento in tempo reale delle dinamiche cellulari e i profili spaziotemporali di espressione genica nello sviluppo dell’embrione forniranno informazioni circa il movimento cellulare, l’interazione con altre cellule, la regolazione dell’espressione genica e la determinazione del destino cellulare.

Obiettivo

Mammalian early embryonic development requires exquisite spatiotemporal gene regulation at the level of individual cells. However, it is still unclear and remains a fundamental challenge how cell behaviours govern gastrulation and organogenesis in early embryos. Two techniques have recently been developed to investigate cell fate decisions in early mammalian development (spatial transcriptomics at single-cell level) or to study the dynamic transition from single cells to fully formed organisms (in toto imaging), and if only these two techniques could be combined would we be able to link cell motion with cell state and more completely understand developmental processes. There is precedence for combining live cell imaging with gene expression data in ascidians and annelids, but this has yet to be done, at scale, in more complex mammalian systems. To this end, the proposal aims to investigate early mammalian development by linking spatial transcriptomics and in toto imaging data. This will be the first combination of real-time tracking of cellular dynamics and spatiotemporal gene expression profiles across the developing embryo, thus providing insight into how cells move, interact with each other and how they regulate their own gene expression, ultimately revealing the fate that cells adopt. Accordingly, I will develop a novel integration framework and generate the first cellular-resolution mammalian embryo developmental gene expression map in four dimensions that reflects both cellular dynamics and spatiotemporal gene expression profiles at the single-cell level. Moreover, this work will pave the way for multi-omics integration, which has been increasingly explored but to date is confined to the single-cell space.

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-AG-UN - HORIZON Unit Grant

Coordinatore

EUROPEAN MOLECULAR BIOLOGY LABORATORY
Contribution nette de l'UE
€ 217 019,44
Indirizzo
Meyerhofstrasse 1
69117 Heidelberg
Germania

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Regione
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato