Descripción del proyecto
La interacción entre los procesos que regulan la expresión génica
Aún no se comprende muy bien cómo interactúan entre sí los complejos procesos de expresión génica en las bacterias. Mecanismos básicos como la transcripción, la traducción y la reparación del ADN suelen actuar en paralelo, pero todavía se conoce poco sobre cómo se acoplan funcionalmente. En este contexto, el proyecto RNP5D, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene como objetivo estudiar esta cuestión analizando la interacción de estos procesos a nivel molecular. El equipo del proyecto empleará técnicas avanzadas de biofísica de molécula única, bioquímica y biología estructural para reconstituir los sistemas de transcripción-traducción, así como las rutas de reparación del ADN, tanto «in vitro» como «in vivo». Mediante la integración de estos sistemas, en el proyecto se pretende descubrir cómo cooperan o compiten estos procesos celulares fundamentales, aportando así nuevos conocimientos sobre la regulación de la expresión génica y estableciendo un nuevo referente para el estudio de sistemas biológicos complejos.
Objetivo
This proposal brings together the fields of bacterial transcription, translation and DNA repair with state-of-the art single-molecule biophysics in vitro and in vivo, biochemistry and structural biology to address a central but understudied question in biology: how are different macromolecular processes interconnected and functionally coupled? I aim to elucidate this by investigating the crosstalk between central processes in bacterial gene expression: transcription, translation and DNA repair.
First, to understand what determines whether transcription is coupled to translation, we will reconstitute the complete transcription-translation system in vitro and image the process in real-time using cutting-edge multi-color single-molecule fluorescence experiments. We will support our dynamic single-molecule data with structural information from cryo-electron tomography. In order to verify that our in vitro data also have physiological relevance, we will electroporate reconstituted and labelled RNAP/ribosome complexes into live E. coli cells for multi-color single-molecule imaging also in vivo.
Second, we will reconstitute the transcription-coupled DNA nucleoside excision repair pathway in vitro. Integrating multi-color single-molecule fluorescence with optical tweezer assays, will allow us to resolve a controversial point on how transcription-coupled DNA repair starts, comparing the established concept of Mfd-initiation with the newly proposed UvrD/RNAP-mediated lesion recognition.
Finally, we will develop single-molecule experiments for integrating all three processes, specifically transcription, translation and DNA repair, into a single system to quantify cooperativity and competition between individual components and processes.
Overall, this proposal will provide quantitative and mechanistic understanding of how central processes to gene expression are functionally interconnected, setting a new benchmark for examining complex biological systems in context.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véase: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Convocatoria de propuestas
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2024-COG
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HORIZON-ERC -Institución de acogida
69117 Heidelberg
Alemania