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Mechanisms and biological functions of H3K27me3 reprogramming in plant microspores

Description du projet

En savoir plus sur la reprogrammation dans les microspores des plantes

La totipotence, une caractéristique que l’on retrouve souvent dans les cellules germinales telles que les microspores, pourrait être une clé cruciale dans la reprogrammation des microspores de plantes. Cependant, malgré son importance dans divers organismes et processus, la totipotence n’est pas entièrement comprise. Le projet MagicSpore, financé par le CER, vise à utiliser la lignée germinale mâle d’Arabidopsis pour étudier la reprogrammation épigénétique de la lignée germinale et la totipotence dans les microspores de plantes, révolutionnant ainsi notre compréhension de la totipotence cellulaire des plantes et de la reproduction sexuelle. Pour ce faire, le projet s’appuiera sur des découvertes récentes, telles que l’absence de modifications spécifiques des histones dans les microspores, et utilisera de nouvelles technologies pour étudier les bases épigénétiques de la totipotence des microspores et leur utilité biologique.

Objectif

How totipotency is established in germ cells is an essential question in reproductive biology. In the plant male germline, the haploid meiotic products microspores are totipotent, which permits crop breeding via microspore embryogenesis. However, the molecular basis and biological significance of microspore totipotency are unknown. More generally, our understanding of plant cell totipotency is in its infancy.

My lab established the Arabidopsis male germline as a model to study germline epigenetic reprogramming. We recently discovered that H3K27me3, a histone modification essential for developmental regulation, is globally erased in microspores. We also identified a new family of histone H2A deubiquitinases (GDUs), and our results suggest that the GDUs and a histone H3 variant (H3.15) gradually remove H3K27me3 during microspore development. I hypothesize that global H3K27me3 erasure facilitates the diploid to haploid transcriptional shift, establishes cellular totipotency, and allows the two identical sperm cells within a pollen grain to initiate the development of distinct seed structures (embryo and endosperm).

We will leverage our recent discoveries, as well as state-of-the-art technologies, to study in-depth the epigenetic basis of microspore totipotency and its biological functions, via these aims:
1) determine the timing, scope and functions of H3K27me3 reprogramming in microspores;
2) understand the role of histone H3.15 and GDUs in H3K27me3 reprogramming;
3) alter microspore regeneration ability by manipulating H3K27me3 reprogramming;
4) elucidate the contribution of global H3K27me3 erasure to double fertilization.

Our outputs will revolutionize our understanding of plant cellular totipotency and sexual reproduction, and elucidate novel strategies to enhance microspore embryogenesis in recalcitrant crops. These insights will in turn reveal core principles governing epigenetic regulation of sexual reproduction in eukaryotes.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.

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Mots‑clés

Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).

Programme(s)

Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.

Thème(s)

Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.

Régime de financement

Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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

Appel à propositions

Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.

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

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY AUSTRIA
Contribution nette de l'UE

La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.

€ 1 999 671,00
Adresse
Am Campus 1
3400 KLOSTERNEUBURG
Autriche

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Région
Ostösterreich Niederösterreich Wiener Umland/Nordteil
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total

Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.

€ 1 999 671,25

Bénéficiaires (1)

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