Descrizione del progetto
Svelare come le cellule vegetali regolano il ritmo di sviluppo dei germogli
Durante lo sviluppo di una pianta, un meccanismo unico nel germoglio regola l’organogenesi ritmica in base alla distribuzione oscillante dell’ormone auxina, in base alla quale livelli elevati stimolano la crescita degli organi. Tuttavia, a differenza delle teorie tradizionali, il periodo di produzione degli organi del germoglio (plastocrono) non può essere determinato esclusivamente dalle oscillazioni periodiche dell’auxina a causa di interferenze. Il progetto TEMPO, finanziato dal CER, mira a colmare questa lacuna di conoscenza della biologia vegetale identificando come le informazioni temporali sull’auxina sostengano il ritmo di sviluppo dei germogli. Oltre a verificare se il tracciamento epigenetico delle informazioni temporali dell’auxina stabilisca un plastocrono stabile, il progetto prevede la reingegnerizzazione di tale plastocrono per dimostrare la manipolabilità predittiva del tempo di sviluppo dei germogli.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-ADG
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HORIZON-ERC -Istituzione ospitante
75794 Paris
Francia