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Temporal dependence of enhancer function

Description du projet

La synchronisation des interactions entre l’amplificateur et le promoteur dans la régulation des gènes

La régulation des gènes dans le développement des vertébrés repose sur les interactions entre l’amplificateur et le promoteur. Des changements à ce niveau peuvent provoquer des troubles du développement et des cancers. Cependant, ces interactions ne conduisent pas toujours à l’activation des gènes, de sorte que leurs effets sur la transcription ne sont pas toujours clairs. Le timing est essentiel pour l’activation. Le projet TimedEnhancer, financé par le CER, étudiera la manière dont la synchronisation des interactions entre l’amplificateur et le promoteur affecte la transcription pendant la différenciation des cellules souches embryonnaires. Il permettra de découvrir les mécanismes moléculaires à l’origine de l’activation transcriptionnelle et la relation entre les interactions passées et présentes, en utilisant une approche génomique pour ajouter une dimension temporelle aux méthodes de la cellule unique. En combinant des techniques avancées de génomique, de cellule unique et de perturbation, le projet révélera comment les gènes répondent à des amplificateurs multiples et l’impact du moment de repliement du génome.

Objectif

During vertebrate development, genes are regulated by distal regulatory elements, presumably via physical contacts between enhancers and transcription start sites. Alterations in enhancer sequences and/or their interactions with gene promoters can perturb gene expression, leading to developmental disorders and cancers, which argues for their pivotal role in transcription. Conversely, enhancer-promoter contacts can also be uncoupled from gene activation during developmental transitions and in single cells, where they are highly heterogeneous. Thus, the relationship between enhancer-promoter interactions and transcription is frequently indirect and the mechanisms that dictate when promoter-enhancer contacts can result in gene expression differences remain unknown. The core hypothesis of this proposal is that it is the timing of promoter-enhancer communication that instructs gene activation.

Aim1 will examine whether and how the precise timing of enhancer-promoter interactions contributes to transcription. My group will determine which molecular mechanisms during transcriptional activation are regulated by enhancers contacting their target genes at different time points during embryonic stem cell differentiation.

Aim2 will investigate how present and preceding enhancer-promoter contacts relate to transcriptional activity and transcription factor binding in single cells. My group will develop a genomic approach to trace the memory of preceding interactions at gene regulatory elements, thus adding a novel temporal dimension to current single-cell methods.

By longitudinally combining cutting-edge genomic, single-cell and activity perturbation assays, my group will uncover how genes integrate regulatory inputs from several enhancers and assess how the timing of genome folding mechanistically contributes to this process. This research plan will newly elucidate temporality as a powerful feature that shapes the regulatory potential of enhancers and promoters.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

DEUTSCHES KREBSFORSCHUNGSZENTRUM HEIDELBERG
Contribution nette de l'UE
€ 1 500 000,00
Adresse
IM NEUENHEIMER FELD 280
69120 Heidelberg
Allemagne
Région
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 1 500 000,00

Bénéficiaires (1)