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Transcriptional REGUlation as a mediator of bacterial interactions in the microBIOME

Description du projet

Déchiffrer la régulation des gènes dans le microbiote intestinal

L’intestin humain héberge un grand nombre de bactéries commensales qui jouent un rôle critique dans l’homéostasie et le métabolisme de l’hôte. Le microbiote intestinal réagit aux signaux en modulant l’expression de ses gènes. Le projet REGUBIOME, financé par le CER, se propose d’étudier les réponses transcriptionnelles aux stimuli biotiques et abiotiques chez deux bactéries intestinales clés: le probiotique Lacticaseibacillus rhamnosus et le pathobionte Fusobacterium nucleatum. Les chercheurs recourront à l’interférence CRISPR, à la microfluidique et à la transcriptomique pour cartographier les réseaux de régulation des gènes et les interactions avec d’autres microbes. Les conclusions fourniront d’importantes informations sur la régulation microbienne de l’intestin et identifieront de nouvelles cibles potentielles pour moduler l’activité bactérienne afin d’améliorer la santé.

Objectif

Bacteria from the gut microbiota constantly interact with a range of abiotic and biotic factors. Perturbations in these factors, such as nutrient depletion or exposure to exogenous microbes, require specific bacterial responses that involve tightly controlled gene expression changes. However, the transcriptional regulation mechanisms promoting such gene expression changes remain poorly understood despite their importance.
REGUBIOME will characterize how responses to specific biotic and abiotic stimuli are regulated at the transcriptional level in two health-associated gut bacteria: one probiotic (Lacticaseibacillus rhamnosus) and one pathobiont (Fusobacterium nucleatum, previously linked to colorectal cancer). This project relies on combining experimental platforms of increasing complexity to systematically characterize the responses of these two bacteria to defined biotic and abiotic factors, and to evaluate how these responses impact host health. First, I will develop a novel high-throughput functional screening tool, coupling CRISPR interference, microfluidic platforms for single-cell isolation, and transcriptomic profiling of isolates. By applying this tool to in vitro monocultures, I will reconstruct the first-ever gene regulatory networks in these bacteria and identify mechanisms of response to different abiotic factors. Second, microfluidic co-culturing of these two strains with multiple other bacteria, coupled with metatranscriptomic profiling, will reveal the regulatory mechanisms mediating the interactions with other microbiome members. Lastly, in vivo work in mouse models will shed light on how the host colonic environment impacts gene expression in these health-associated bacteria.
Altogether, REGUBIOME will provide proof of the importance of gut bacterial gene regulation networks to host health. Besides, by uncovering gene regulatory mechanisms in microbiome bacteria, REGUBIOME will provide novel actionable targets for microbiota modulation strategies.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

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

FUNDACION DE LA COMUNIDAD VALENCIANA CENTRO DE INVESTIGACION PRINCIPE FELIPE
Contribution nette de l'UE
€ 1 496 479,00
Adresse
CALLE EDUARDO PRIMO YUFERA 3
46012 Valencia
Espagne
Région
Este Comunitat Valenciana Valencia/València
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 1 497 479,00

Bénéficiaires (1)