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Cracking the Post-Translational Modification Crosstalk Code in S. cerevisiae

Description du projet

Déchiffrer la dialectique des modifications post-traductionnelles chez S. cerevisiae

Les modifications post-traductionnelles (MPT) sont des changements chimiques qui régulent la fonctionnalité des protéines. Les MPT interagissent entre elles, envoyant des signaux qui s’influencent mutuellement dans la régulation de l’adaptation cellulaire, tandis que la dérégulation de la diaphonie est souvent liée à la maladie. Comprendre les complexités de la diaphonie pourrait apporter des réponses à la cause et au traitement de certaines maladies. Le projet PTMtalk financé par le CER se propose de développer une méthode systématique pour étudier la fonction de la diaphonie des MPT et sa régulation chez S. cerevisiae (levure de boulanger). Il combinera des méthodes d’édition avancées basées sur les CRISPR pour construire 30 000 MPT mutantes dans toutes les protéines impliquées dans les voies de signalisation vers la chromatine et une approche évolutive de biologie des systèmes basée sur la génétique inverse et la génomique chimique pour établir le profil de ces mutantes dans 150 conditions de stress.

Objectif

Post-translational modifications (PTMs) regulate all aspects of protein functionality. Dysregulation of PTMs or the enzymes that regulate them is frequently associated with disease. Far from working in isolation, PTMs crosstalk with each other creating decision-making circuits that regulate the cellular adaptation to fluctuating environments. PTM crosstalk is a regulatory layer of the proteome across the tree of life. However, to what extent and how PTM crosstalk regulates biological processes is a long-standing question in biology that is experimentally challenging to tackle. The challenges lie in the natural complexity and infinite combinatorial possibilities of PTMs, and the lack of unbiased systematic methods to study their function.
We will use a combination of state-of-the-art CRISPR-based editing methods to construct 30.000 PTM-mutants in all the proteins involved in the signalling-to-chromatin pathways, and a scalable systems biology approach based on reverse genetics and chemical genomics to profile these mutants under 150 stress conditions. Mutants with similar phenotypic profiles are functionally associated, allowing us to infer functional relationships for PTMs, regulators and conditions. These functional associations will provide conditional regulatory PTM crosstalk events at an unprecedented scale. We will further mechanistically dissect the function of selected PTM crosstalk events by interrogating protein activity, cellular localization and interactions. Moreover, we will dissect their directionality and modularity. We expect these findings to be transferable to other eukaryotes due to the high degree of conservation in these core biological processes. Overall, this project will revolutionise the PTM field providing ground-breaking insights into the functional understanding of PTM crosstalk and their regulation in S. cerevisiae and unlocking the door for cracking the PTM code within and across biological processes.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-STG

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Institution d’accueil

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
Contribution nette de l'UE
€ 1 489 798,00
Coût total
€ 1 489 798,00

Bénéficiaires (1)