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Decoding communication between mobile genetic elements

Description du projet

Comprendre la complexe dynamique des éléments génétiques mobiles

Les éléments génétiques mobiles, décrits pour la première fois dans le génome du maïs dans les années 1940, regroupent une pléthore de séquences génomiques ou d’ADN qui peuvent se déplacer à l’intérieur des chromosomes et entre ceux-ci, et même entre les bactéries et les espèces. Des scientifiques ont récemment découvert que les virus bactériens (phages) peuvent communiquer de manière extracellulaire avec leur progéniture par l’intermédiaire d’un système basé sur les peptides MGE appelé arbitrium, qui guide les décisions, notamment les transitions entre la quiescence et la virulence. Qui plus est, ce système est présent dans d’autres MGE. La base moléculaire de ces remarquables systèmes de communication est encore inconnue, tout comme leur prévalence et leur fonction écologique. Le projet TalkingPhages, financé par le CER, entend combler ces lacunes à l’aide d’outils inspirés de la génétique, de la biochimie et de la dynamique éco-évolutive.

Objectif

Communication between organisms is one of the most sophisticated forms of social interactions. It has been recently discovered that bacterial viruses (phages) show multiple social attributes including the ability to communicate extracellularly with their progenies through a peptide-based system called arbitrium. This system is utilized by phages to guide life-cycle decisions, such as the transitions between their quiescence and virulence states. It has subsequently become clear that this system is not exclusive to phages but is also present in other mobile genetic elements (MGEs) and that its underlying design and function has diversified considerably. Despite the wide-ranging impact of these discoveries, the molecular basis of these new systems of communication, and their function in different MGEs, remain to be deciphered. More importantly, although it has been proposed that phages only communicate with their progeny, our preliminary results indicate that the arbitrium system can be used by phages and other elements to communicate with unrelated MGEs, sometimes present in different bacterial species. However, the prevalence and ecological role of this unprecedented inter-MGE communication is unclear. In the TalkingPhages project, we’ll explore all these questions and establish the molecular basis used by arbitrium systems to shape MGE diversity, interactions amongst MGEs and bacterial ecology and evolution. Our team combines expertise in MGEs and communication systems using tools from genetics (Penadés), biochemistry (Marina) and eco-evolutionary dynamics (Eldar). By exposing the multi-layered network of communications between MGEs, which is amenable for exploration on multiple levels of resolution, this project would set a milestone in understanding the complex eco-evolutionary dynamics of MGEs and the relevance of their sociality, with potential impact on our understanding of virulence and resistance in clinically and agriculturally important bacterial species.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy 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-SyG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

TEL AVIV UNIVERSITY
Contribution nette de l'UE
€ 2 835 000,00
Coût total
€ 2 835 000,00

Bénéficiaires (3)