Descrizione del progetto
Svelare le origini della differenziazione cellulare negli animali
Il differenziamento cellulare costituisce un aspetto chiave dello sviluppo nel quale le cellule acquisiscono identità e funzioni specifiche attivando programmi di espressione genica distinti, un processo di essenziale importanza per la formazione dei diversi tipi di cellule negli organismi multicellulari. Nei coanoflagellati, i parenti più prossimi degli animali, la differenziazione cellulare è di carattere temporale: le cellule passano infatti da un’identità all’altra senza impegnarsi in destini specifici. Il progetto OriCellDiff, finanziato dal CER, si propone di delineare il meccanismo alla base di questa differenziazione cellulare di carattere temporale concentrandosi sulla regolazione trascrizionale basata sulla cromatina. Utilizzando tecnologie omiche a livello di intero genoma, il team di ricerca valuterà le modifiche degli istoni, l’ambiente cis-regolatorio e il potenziale ruolo svolto dagli elementi intensificatori al fine di comprendere l’evoluzione della regolazione dei geni animali nel corso dello sviluppo.
Obiettivo
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.
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-2023-STG
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HORIZON-ERC -Istituzione ospitante
H91 Galway
Irlanda