Description du projet
Un modèle de développement 4D
Le développement est un processus fascinant par lequel un organisme entier émerge d’une seule cellule. Malgré des recherches approfondies, nous ne comprenons pas encore totalement comment une diversité cellulaire aussi importante émerge du génome. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet 4D Development espère apporter des réponses à cette question clé en biologie en mesurant la transcription cellulaire chez Drosophila melanogaster au cours de ses dix jours de développement. Les chercheurs mesureront l’expression génétique spatiale de 1 600 gènes à une résolution unicellulaire toutes les quatre heures et utiliseront ces données pour reconstruire des modèles 3D et 4D. Ces travaux devraient permettre de découvrir les réseaux de régulation génétique à l’origine du développement de la drosophile et de comprendre des animaux plus complexes tels que les souris et les êtres humains.
Objectif
How the genome regulates the differentiation trajectories that instruct a single fertilised egg to develop into an adult organism is a longstanding question in biology. Here, high-throughput spatial transcriptomics will be leveraged to virtually measure all cellular states of the Drosophila melanogaster. The entire ten-day development of the fruit fly will be sampled with a four-hour interval, where the spatial gene expression of 1,600 genes will be measured in a serially sectioned fly at single cell resolution. The sections will subsequently be reconstructed into 3D models. This approach enables whole-body-biology where a complex measurement is taken of all cells of an entire individual and is here used to densely sample development.
In order to reconstruct differentiation trajectories, the 3D fly models will be anatomically aligned between timepoints so that cellular states can be linked and transitions in transcriptional profiles can be studied. The spatial information will substantially simplify this challenge because progenitors and putative progeny will be in the same anatomical compartment. This will generate a 4D developmental model of the fruit fly that links cells, cell types, anatomy and differentiation in space and time.
The 4D developmental fly and the cell type trajectories will serve as the manifold onto which single cell transcriptomics (RNA-seq) and chromatin accessibility (ATAC-seq) data will be integrated. Then, Gene Regulatory Network inference tools can be used to identify transcription factors and enhancer sequences that drive lineage decisions. Investigating the enhancer sequences will reveal how cell type specificity is encoded and how the arising complexity is regulated during development.
This project will give a unique insight into development, patterning and the emergence of cellular diversity from the genome, and will form an important proof of concept to approach development in other larger organisms such as mice and humans.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
9052 ZWIJNAARDE - GENT
Belgique