Descripción del proyecto
Las células vegetales marcan el ritmo de construcción de los brotes
Durante el desarrollo de la planta, un mecanismo único en el brote regula la organogénesis rítmica en función de la distribución oscilante de la hormona auxina, cuyos niveles elevados estimulan el crecimiento del órgano. Sin embargo, a diferencia de las teorías tradicionales, el período de producción de los órganos de los brotes (plastocrón) no puede determinarse únicamente por las oscilaciones periódicas de la auxina debido al ruido. El equipo del proyecto TEMPO, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende abordar esta brecha del conocimiento en biología vegetal identificando cómo la información temporal de la auxina sostiene el tempo de construcción de los brotes. Además de probar si el seguimiento epigenético de la información temporal de la auxina establece un plastocrón estable, rediseñará el plastocrón para demostrar que el tempo de construcción de brotes puede manipularse de forma predictiva.
Objetivo
Time is central to the development of the body plan of multicellular organisms. One prominent developmental timing mechanism is the rhythmic, iterative addition of tissues and organs. While the tempo of rhythmic construction is often set by developmental clocks, plants use a unique mechanism in the shoot, whereby rhythmic organogenesis emerges from dynamic changes in the distribution of the hormone auxin. High auxin levels trigger organogenesis but, contrary to a long-standing theory, the period of shoot organ production - or plastochron - cannot simply be encoded in periodic auxin oscillations, due to noise in these oscillations. Revealing how the tempo of shoot construction is established thus remains a critical knowledge gap in plant biology.
In TEMPO, we hypothesize that cells record and use the history of their auxin exposure, in order to robustly set the timing of organogenesis and the plastochron at the tissue scale despite noisy auxin temporal information. This fundamental change in the way we understand the relationship between auxin and the plastochron stems from preliminary data from my team suggesting histone acetylation as an epigenetic-tracking mechanism, which allows auxin temporal information to be recorded and utilized for transcriptional control.
Uncovering how auxin temporal information establishes the tempo of shoot construction requires multiscale, multidisciplinary approaches. We will combine cutting-edge live-imaging, synthetic biology and computational modeling with innovative optogenetics and single-cell genomics to both ascertain and perturb auxin temporal information and histone acetylation at high resolution, while assessing the effect on cellular transcriptional states and the timing of organ production. Beyond testing whether epigenetic tracking of auxin temporal information sets a robust plastochron across scales, we will reengineer the plastochron to demonstrate that the tempo of shoot construction can be predictively manipulated.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
75794 Paris
Francia