Projektbeschreibung
Radiale Genomorganisation: Ein allgemeiner Grundsatz der Prozesse im Zellkern?
Anders als in den 2D-Darstellungen in Lehrbüchern verfügt das Genom von Säugetierzellen über eine 3D-Architektur. Diese Struktur und ihre Funktion sind weitestgehend unbekannt. Finanziert über den Europäischen Forschungsrat wird im Projekt RADIALIS auf der jüngsten Entdeckung eines steilen radialen Gradienten der Guanin- und Cytosindichte im Genom von Säugetierzellen in der Interphase, der längsten Phase des Zellzyklus, aufgebaut. Thema des Projekts ist Zellwachstum, die Produktion von Proteinen für die Zellteilung (Mitose) und die Duplizierung von Chromosomen vor der Teilung. Das RADIALIS-Team prüft die Annahme, dass diese radiale Anordnung ein allgemeiner Grundsatz hinter der Mitose und Genexpression ist und einen biophysikalischen Rahmen für die räumliche Organisierung zahlreicher Prozesse im Zellkern bildet.
Ziel
In exciting preliminary experiments leveraging our GPSeq method we discovered that the genome of mammalian cells in interphase folds into a steep radial gradient of guanine and cytosine (GC) density, which seems to persist at the level of individual mitotic chromosomes. However, we still lack a fundamental understanding of how this higher-order 3D genome architecture is established and what its functional implications are. Here, I go beyond the state-of-the-art and propose that the observed steep radial GC-gradient is a universal design principle of the radial arrangement of the genome in the nucleuswhich I call the radiality principlethat provides a biophysical framework for spatially orchestrating key nuclear processes, beyond gene expression regulation. To test this hypothesis, in this project I pursue five Objectives: (1) First, we develop a novel approach (GP-C) for high-resolution single-cell 3D genome reconstructions to study whether the radial GC-gradient is indeed a universal property of nuclei across different species and cell types. (2) Next, we apply GP-C together with RNA-seq to monitor genome radiality and concurrent gene expression changes as cells undergo karyotype rewiring or significant epigenetic perturbations. (3) In parallel, we develop innovative approaches to probe the internal structure of mitotic chromosomes and model how genome radiality is reorganized as cells traverse mitosis. (4) We then expand our preliminary finding of large-scale DNA-RNA contact hubs that seem to shape cell-type specific radiality landscapes by opposing the radial GC-gradient. (5) Finally, we pioneer methods for profiling nuclear proteins radially and apply them to test the bold hypothesis that the radiality principle provides a blueprint for organizing numerous nuclear processes. This project aims at conclusively addressing long-standing questions in the field of 3D genome biology and proposes novel mechanisms of nuclear function regulation.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Genetik Chromosom
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Genetik Genom
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
20157 Milano
Italien
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.