Projektbeschreibung
Die Rolle der primären Zilien bei Krankheiten
Primäre Zilien sind Organellen auf Mikrotubulibasis, welche die Verfügbarkeit von Nährstoffen erkennen und den Stoffwechsel beeinflussen. Ihre Fehlfunktion kann genetische Störungen verursachen, die als Ziliopathien bekannt sind. Jüngste Studien haben gezeigt, dass primäre Zilien mit Mitochondrien kommunizieren, um Stoffwechselveränderungen bei Nährstoffstress voranzutreiben, insbesondere wenn Glutamin (Q) als kritische Kohlenstoffquelle dient. Vor diesem Hintergrund zielt das Team des ERC-finanzierten Projekts QtCilia darauf ab, zu erkunden, warum Säugetierzellen auf ein sensorisches Monozilium angewiesen sind, um ihre Umgebung wahrzunehmen, und wie diese Kommunikation mit den Mitochondrien abläuft. Das Projektteam konzentriert sich auf renale Epithelien, die von Ziliopathien betroffen sind, und wird die Mechanismen der Nährstoffreaktion und die Rolle der primären Zilien bei der mitochondrialen Kommunikation untersuchen. Im Endeffekt geht es darum, das Verständnis grundlegender biologischer Prozesse und ihrer Auswirkungen auf Krankheiten zu erweitern.
Ziel
Primary cilia are single, microtubule-based, organelles protruding as antennae at the surface of most cells. Their dysfunction is associated with several genetic disorders, called the ciliopathies.
We recently identified a new, previously undescribed, role for primary cilia as sensors of cellular nutrient availability. In this novel mTORC1-independent pathway, cilia directly communicate with mitochondria to drive metabolic reprogramming under nutrient stress, when glutamine (Q) becomes an obligated carbon source.
Here, we will tackle two fundamental questions: i. why mammalian cells “taste” the extracellular milieu via a sensory monocilium, and how is the resulting information conveyed to mitochondria? ii. what are the consequences when the cross-communication is impaired?
While our newly identified cilia pathway is relevant in multiple cell types, here we focus on renal epithelia, because the kidney is severely affected in the ciliopathies and because we contributed defining the crucial role of metabolic balancing in this organ. The goals are: 1) to identify the precise mechanism(s) underlying the ciliary response to nutrients; 2) to test the hypothesis that primary cilia directly cross-communicate with mitochondria via protein exchange; 3) to define the relevance of this pathway for the pathogenesis and treatment of ciliopathies.
We will use newly developed methods and combine high-throughput with hypothesis-driven approaches in a broad program designed to balance high-risk/high-gain with low-risk/high-gain tasks. The project has two inherent souls: one devoted to the understanding of a novel, very basic biological process; the second to the translation of novel basic concepts to decipher disease pathophysiology.
QtCilia (Q tasting Cilia) benefits from a unique across-disciplines background and expertise of the PI, who positions herself strategically to make paradigm-changing discoveries, for which exceptional resources via innovative funding schemes are sought.
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.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
20132 Milano
Italien