Description du projet
Étude de la manière dont les champs électriques endogènes affectent la croissance cellulaire
Les champs électriques endogènes des tissus sont essentiels à leur croissance et à leur réparation, une caractéristique que partagent de nombreuses espèces. Pendant la régénération, les courants électriques de la plaie peuvent perdurer pendant des heures, voire des jours, même après la cicatrisation, et affecter la croissance de l’organe en augmentant le taux de division cellulaire. Néanmoins, la manière dont les flux d’ions, le potentiel membranaire et la croissance cellulaire interagissent au cours de la régénération demeure encore mal comprise. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet ElectricFins entend faire la lumière sur ces changements électriques qui interviennent lorsque les organes sont endommagés et sur la manière dont ils déclenchent la croissance cellulaire. Les chercheurs feront appel à l’imagerie rapide et à l’électrophysiologie pour mesurer les signaux électriques immédiatement après la blessure de nageoires larvaires de poisson zèbre en régénération. Un modèle électrohydraulique reliera les flux ioniques des cellules aux champs électriques à l’échelle des tissus. Des outils optogénétiques vérifieront si ces courants déclenchent la croissance cellulaire.
Objectif
The existence of endogenous electric fields in tissues is a fundamental feature for successful morphogenesis and repair processes, conserved across species. In a regeneration setting, wound electric currents can last hours to days, even after the wound is closed. Altering such currents by perturbing its underlying ion flows has been shown to affect organ growth via an increase in proliferative rates. Therefore, electric field directly takes part in regeneration. However, the relationship between ion flows, membrane potential, and cell proliferation for driving the regeneration response is not well understood.
This project aims to uncover the dynamic electrical environmental changes that cells are exposed to upon organ damage, and how these can be coupled with biochemical signalling towards starting proliferation. By using the regenerating zebrafish larval fin as an experimental model, I will establish quantitative and interdisciplinary approaches that bridges injury sensing and regeneration dynamics across length and time scales. By establishing fast in vivo imaging and electrophysiology assays, I will measure the electrical signals in the fin tissue upon injury, providing an in-depth kinetic analysis of the electric spatiotemporal changes occurring within seconds of injury. In parallel, I will establish an analytic electrohydraulics model that connects cell-based ionic flows to tissue-scale electric field and currents, being continuously interwoven with experimental data and the idea of flexoelectricity. Then, I will generate and engineer optogenetic tools to spatiotemporally perturb ionic flows and electrochemical coupling strengths, directly testing the hypothesis of ion flow-derived electric currents as voltage-gated triggers for cell proliferation. This combined strategy will provide a first-of-the-kind quantitative and mechanistic study in the emerging field of bioelectricity.
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
80539 Munchen
Allemagne