Description du projet
Découvrir les origines de la différenciation cellulaire chez les animaux
La différenciation cellulaire est un aspect clé du développement, où les cellules acquièrent des identités et des fonctions spécifiques en activant des programmes d’expression génétique distincts. Ce processus est essentiel pour la formation des divers types de cellules dans les organismes multicellulaires. Chez les choanoflagellés, les plus proches parents des animaux, la différenciation cellulaire est temporelle, les cellules passant d’une identité à l’autre sans s’engager dans un destin spécifique. Le projet OriCellDiff, financé par le CER, vise à définir le mécanisme sous-jacent de cette différenciation cellulaire temporelle, en se concentrant sur la régulation transcriptionnelle basée sur la chromatine. À l’aide de l’omique à l’échelle du génome, l’équipe de recherche évaluera les modifications des histones, le paysage cis-régulateur et le rôle potentiel des éléments amplificateurs afin de mieux comprendre l’évolution de la régulation des gènes animaux au cours du développement.
Objectif
During animal development the process of cell differentiation gives rise to terminally differentiated cell types with cell-type-specific gene expression programs. In the most closely related group to animals, the choanoflagellates, cell differentiation occurs but cells do not commit irreversibly to specific fates. Instead, they transition through cell identities as they progress through their life cycle, known as temporal cell differentiation. Animal cell differentiation is thought to have evolved from temporal differentiation, but the mechanisms are largely unknown due to a lack of information on the molecular processes underpinning temporal differentiation.
This proposal will test the hypothesis that chromatin-based transcriptional regulation underlies temporal cell differentiation in choanoflagellates. Utilizing S. rosetta as a model, I will compare transcription and chromatin across cell types using genome-wide omics techniques. This will allow me to assess the role of different histone modifications in cell-fate transitions and discover whether various aspects of animal developmental gene regulation, e.g. the use of repressive histone modifications in cell-type-specific gene regulation, are also utilised in choanoflagellates. I will also examine the cis-regulatory landscape in S. rosetta and use both molecular and functional assays to examine the types of cis-regulatory elements present, and particularly if enhancer elements are used to regulate gene expression. Finally, I will test the role of selected chromatin regulators in temporal cell differentiation and cell-type-specific gene expression.
This ground-breaking work will be the first to study these processes in choanoflagellates, thus pioneering the comparison between definitive cell differentiation, seen in animals, and choanoflagellate temporal differentiation. In a broader context, this will deliver fundamental new insights into the evolution of animal gene-regulation during development.
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-STG
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