Descrizione del progetto
Una nuova comprensione dei meccanismi cellulari e del loro ruolo nella salute umana
Le membrane cellulari svolgono un ruolo di cruciale importanza all’interno di vari processi biologici, tra cui la fertilizzazione, nonché la divisione e la segnalazione delle cellule. La comprensione dei meccanismi alla base di tali processi è essenziale per lo sviluppo di interventi mirati in grado di modularli. Alla luce di tali premesse, il progetto ReMembrane, finanziato dall’UE, si propone di svelare i meccanismi alla base del rimodellamento delle membrane cellulari, che rivestono un’importanza critica nella comprensione di processi biologici quali fertilizzazione e infezione virale. Il progetto concentrerà l’attenzione sulla famiglia di proteine nota come tetraspanine, che giocano un ruolo cruciale nella formazione dei migrasomi, vescicole in grado di mediare la comunicazione tra le cellule. L’approccio unico del progetto consentirà ai ricercatori di caratterizzare i ruoli svolti dalla tensione e dalla curvatura delle membrane nei processi biologici, fornendo inoltre indizi su alcuni potenziali trattamenti per curare l’infertilità, su varie misure contraccettive non ormonali e sullo sviluppo di farmaci antivirali.
Obiettivo
Our bodies rely on protein driven shaping and remodelling of our cells’ membranes to function. Uncovering the mechanisms of remodelling of the cell membrane is, therefore, essential for understanding biological processes such as fertilization, but also to allow for precise intervention in them when needed. The interplay between protein position, membrane tension, and local curvature is believed to dictate these processes. However, experimental verifications of this hypothesis in specific biological systems are scarce. Here, I propose to apply my expertise in the characterization of mechanical properties and remodelling of membranes to obtain ground-breaking quantitative details of the shaping and remodelling mechanisms in which the Tetraspanin (TSPN) family of proteins are involved. TSPNs provide an ideal case study for several reasons, they are of extreme importance to biological processes such as viral infection, they are well characterized by biochemical, genetic and proteomics approaches, and their mode of action is suspected to depend on membrane tension and curvature. Of specific interest is the role of TSPN in the formation of the newly discovered cellular organelles, called migrasomes, which are a new cell-cell communication paradigm. This proposed project addresses TSPN functions by a bottom-up approach, reconstituting the processes of interest from simple building blocks and characterizing the distinguished roles of membrane tension and curvature. To this end we will use several new assays based on combined optical tweezers, micropipette aspiration and confocal microscopy as well as AFM that will operate on crafted membrane model systems. Our unique experimental approach will allow us to recreate the conditions leading to migrasome formation, egg-sperm, and viral membrane fusion. Revealing the mechanisms underlying these processes will have direct impact on the development of infertility treatments, non-hormonal contraceptives, and novel anti-viral drugs.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC - Support for frontier research (ERC)Istituzione ospitante
69978 Tel Aviv
Israele