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Coupling morphogen dynamics with mechanics in the control of form and pattern

Projektbeschreibung

Die Koordinierung der Embryogenese durch Morphogene

Die Morphogenese beschreibt den Prozess, bei dem sich verschiedene Zelltypen und Körperstrukturen bilden. Einzelne Prozesse wie die Musterbildung und die Morphogenese sind zwar bekannt, doch das Zusammenspiel ist ein Rätsel. Bei jüngster Forschung zur Gastrulation von Zebrafischen, einem entscheidenden Entwicklungsstadium, in dem die Keimschichten spezifiziert und geformt werden, kamen Hinweise auf, dass die Signalgebung durch Morphogene die Verbindung zwischen den Prozessen sein könnte. Es ist jedoch unklar, wie eine kleine Anzahl an Morphogenen zahlreiche biologische Funktionen steuert. Im ERC-finanzierten Projekt DYNAMORPH wird anhand von Zebrafischembryonen und menschlichen Gastruloiden erforscht, wie die Signalgebung der Morphogene sich auf die mechanischen Kräfte bei der Organisation der Morphogenese auswirken. Aus der Forschung könnten neue Erkenntnisse für Bereiche wie Organoidtechnologie und regenerative Medizin hervorgehen.

Ziel

Embryogenesis entails both the generation of cell type diversity and large-scale morphogenetic movements sculpting the forming body axes. How patterning and morphogenesis are each individually controlled is increasingly understood, yet how these fundamental processes are coordinated remains an open question in biology. My recent work in zebrafish gastrulation, a crucial developmental stage where the germ layers are specified and shaped, provided a conceptual framework for how patterning and morphogenesis can be coupled by morphogen signalling. However, how a small set of highly conserved morphogens mechanistically controls a striking diversity of biological functions across many developmental systems remains unclear, especially as little is known on how morphogen signalling encodes the mechanical forces organizing morphogenesis. We hypothesize that examining the multiscale interplay between morphogen dynamics and mechanics will provide the missing link to understand how the emergence of pattern and form are coordinated by a handful of morphogens. Using both zebrafish embryos and human 2D gastruloids, we aim to uncover:

1. How the dynamics of morphogen signalling encodes the mechanical properties organizing morphogenesis.
2. How cell and tissue mechanics, in turn, modulate morphogen signalling dynamics and robust patterning.
3. How cells decode dynamical mechanochemical inputs to instruct cell fate and patterning.

Towards these goals, we will combine our expertise in biophysics and developmental biology with recent advances in live-cell signalling reporters, optogenetics, biophysical tools and gastruloid models to quantitatively understand the design principles and molecular effectors of the cross-talk between morphogen dynamics and mechanics. This will generate novel insights relevant beyond developmental biology, with direct implications for engineering of organoid technologies, regenerative medicine and our understanding of the evolution of form and pattern.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

FORSCHUNGSINSTITUT FUR MOLEKULARE PATHOLOGIE GESELLSCHAFT MBH
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 500 000,00
Adresse
CAMPUS-VIENNA-BIOCENTER 1
1030 Wien
Österreich

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Region
Ostösterreich Wien Wien
Aktivitätstyp
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 500 000,00

Begünstigte (1)

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