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Sequence-structure-function: uncovering how genetic variation at human centromere drives cellular phenotypes

Description du projet

Étude du rôle des centromères dans les phénotypes cellulaires

Toutes les cellules somatiques possèdent la même information génétique, une copie complète du génome leur permettant de produire chacune des millions de protéines codées. Les cellules individuelles n’en produisent qu’une fraction selon leurs fonctions. Le centromère pourrait-il jouer un rôle? Le centromère, une région de l’ADN qui relie les chromatides sœurs et s’attache au fuseau lors de la division cellulaire, fait également partie des 5 % d’ADN humain dont les séquences ne sont pas entièrement décrites. Les séquences et les tailles des centromères varient d’un tissu à l’autre, d’un individu à l’autre et en fonction des états de maladies. Le projet CentroFun, financé par le CER, se propose d’étudier les variations génétiques dans les centromères humains et la manière dont les différences de séquence, de structure et de fonction peuvent être à l’origine de phénotypes cellulaires.

Objectif

The last decades have seen an extraordinary leap in our knowledge of the human genome and its role in health and disease. Yet, approximately 5% of our DNA still lacks sequence annotation and has been largely excluded from functional and disease-association studies. These genomic gaps include DNA repeats such as centromeres, which are large tandem arrays of alpha-satellite DNA. Centromeres chromatin is functionally essential for chromosome segregation serving as the basal template for the mitotic kinetochore. A recent breakthrough has been the complete genome assembly, including centromeres, of a haploid cell line derived from fetoplacental growth of a molar pregnancy. However, centromeres sequence and size vary across tissues, between individuals and in disease states. The main challenges are to understand how is centromere variation generated and especially, the consequences at a functional level. The specific objectives of my project are: (1) Identify the mutagenic processes and DNA repair responses operating at centromeres; (2) Determine the impact of centromeres sequence variation on chromatin structure, kinetochore function and chromosome behavior; and (3) Understand how these changes contribute to genome instability, cellular phenotypes and disease predisposition. The originality of this project is to follow a multidisciplinary approach that combines experimental studies spanning structural biochemistry to cell biology and bioinformatic analyses, that will benefit from the information on centromere reference already available and soon to be generated. The proposed research therefore represents a very appropriate and timely contribution to provide an integrated view of human centromere variation and its role in determining phenotypic traits. Furthermore, it will provide important insight on the functional role of the missing genome in human diseases and promises to yield key information and tools for expanding this novel field.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

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-2022-STG

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Institution d’accueil

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
Contribution nette de l'UE
€ 1 500 000,00
Coût total
€ 1 500 000,00

Bénéficiaires (1)