Descrizione del progetto
Decifrare i meccanismi alla base della propagazione degli stati epigenetici della cromatina
La propagazione delle informazioni della cromatina, nonostante la complessità della replicazione del DNA e della mitosi, è necessaria per i cambiamenti ereditabili nella funzione dei geni, la cosiddetta «eredità epigenetica» dei fenotipi, ad esempio durante lo sviluppo degli organismi multicellulari. Gli istoni e altre proteine interagiscono con la cromatina durante la divisione cellulare e svolgono ruoli importanti. Ad esempio, l’ereditarietà degli istoni parentali è necessaria per mantenere le informazioni epigenetiche e l’identità cellulare. Il progetto ChromaDYN, finanziato dal CER, cercherà di catturare la dinamica delle popolazioni di proteine con metodi sperimentali altamente tecnologici per catturare le reti di interazione proteina-proteina e le mappe della cromatina. Le intuizioni quantitative saranno utilizzate per sviluppare modelli matematici di tali dinamiche con l’obiettivo finale di decifrare i meccanismi di propagazione degli stati epigenetici della cromatina.
Obiettivo
Chromatin packages the eukaryotic genome in a highly dynamic fashion, with dramatic structural changes during every cell cycle. At the same time, chromatin provides remarkable stability for transcriptional regulation and genome organization, for example in maintaining gene expression programs and lineage identity during complex organismal development. A mechanism to propagate information through ‘disruptive’ transitions in the cell cycle, namely DNA replication and mitosis, is key in maintaining heritable, so-called ‘epigenetic’ chromatin states.
Proteins that build and interact with chromatin, foremost histones, are much more than static architectural components. This motivates the development of time-resolved quantitative assays in the living cell, which will allow to capture dynamic features of chromatin states over timescales from minutes to days. Building on a synthetic biology toolbox, a quantitative multimodal pulse-and-label strategy will be developed. Following protein populations in both time and subcellular/genomic space, dynamic protein-protein interaction networks and chromatin maps will be captured.
The project will use to state-of-the-art quantitative biochemical, imaging, genomics and proteomics readouts, including single-cell readouts. These will feed into mathematical models to describe the dynamics and potential heterogeneity/stochasticity of the system under study, predict its response to perturbations and guide mechanistic hypotheses. The project will systematically decipher mechanisms for propagating epigenetic chromatin states, starting with the fundamental rules of histone inheritance through replication and mitosis. Additional levels of complexity introduced through chromatin remodeling activities, nucleosome turnover and histone exchange will be integrated. Finally, the dynamics underlying developmental chromatin state transitions, including asymmetric cell fate decisions, will be resolved.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze biologichebiochimicabiomolecoleproteineproteomica
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
17177 Stockholm
Svezia