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Revealing the structure and mechanism of mitotic chromosome folding inside the cell

Projektbeschreibung

Die Faltungsprinzipien mitotischer Chromosomen

Die Mitose ist der Prozess, bei dem sich eine Zelle teilt und zwei genetisch identische Tochterzellen produziert. Während dieses Prozesses macht das Genom eine auffällige Veränderung durch: Aus einem entspannten Chromatinzustand wird es in mitotische Chromosomen verpackt. Obwohl dies für die korrekte Chromosomentrennung von zentraler Bedeutung ist, fehlen molekulare Informationen über die Faltung und Organisation der mitotischen Chromosomen. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte MITOFOLD-Projekt zielt darauf ab, die räumlichen und zeitlichen Mechanismen aufzudecken, die die Chromosomenarchitektur während der Mitose in menschlichen Zellen bestimmen. Mithilfe fortschrittlicher Methoden der molekularen Verfolgung und Bildgebung wollen die Forscher herausfinden, wie strukturelle Chromosomenmerkmale entstehen und reguliert werden. Das Projekt wird wichtige Erkenntnisse über die Organisation der Chromosomen in Gesundheit und Krankheit liefern.

Ziel

Mitosis is a fundamental biological process every cell undergoes at least once. It requires a dynamic and dramatic restructuring of the genome from extended interphase chromatin to compact individual mitotic chromosomes capable of faithful segregation. Altered nucleosome interactions, phase separation and loop extrusion have all been proposed to play important roles in shaping mitotic chromosomes. However, what the internal architecture of single mitotic chromosomes is, and how this architecture is established in space and time by different forces inside the cell remains unclear. This lack of knowledge precludes a comprehensive mechanistic understanding of mitotic chromosome folding and unfolding.
This project aims to resolve the folding principles of chromosomes during mitotic compaction and decompaction in situ, in single human cells. To achieve this, we will combine newly developed nanoscale DNA tracing technology with quantitative single protein imaging approaches to achieve a systematic structural analysis of mitotic chromosome folding throughout mitosis. We will investigate when and where which structural features are first established, and then use targeted, acute perturbations to dissect which regulators are required to form and maintain them. The resulting data will provide an in situ structure-based model to explain the essential function of the genome in mitosis and will allow us to understand the spatio-temporal coordination of the underlying molecular and physical mechanisms. Overall, the proposed project will provide a new framework for understanding the physiological and pathological roles of mitotic chromosome restructuring during cell division.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-ADG

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

Gastgebende Einrichtung

EUROPEAN MOLECULAR BIOLOGY LABORATORY
Netto-EU-Beitrag
€ 3 118 430,00
Adresse
Meyerhofstrasse 1
69117 Heidelberg
Deutschland
Region
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 3 118 430,00

Begünstigte (1)