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Self-sabotage in the early mammalian embryo: investigating the interplay between DNA damage responses, splicing failure and zygotic reprogramming

Description du projet

Lésions de l’ADN des embryons précoces

Les embryons précoces de mammifères subissent des changements spectaculaires après la fécondation, notamment une reprogrammation épigénétique et transcriptomique, en préparation à au développement ultérieur. L’intégrité du génome est cruciale au cours de ces étapes, car toutes les cellules peuvent contribuer à l’embryon et à sa lignée germinale. Des recherches antérieures suggèrent toutefois que la réponse aux dommages de l’ADN (RDA) pilotée par la kinase ATM est supprimée dans les embryons précoces, tandis que la RDA médiée par la kinase ATR demeure active. Cela soulève des questions cruciales concernant le rôle de la RDA dans le développement précoce et la reprogrammation. Le projet EARLYFATE, financé par le CER, étudie la réponse ATM atténuée, le rôle potentiel d’ATR dans la totipotence et l’impact de l’échec de l’épissage programmé sur le développement de l’embryon. Il apportera de précieuses informations sur les interactions complexes qui régissent le développement précoce des mammifères.

Objectif

In mammals, oocyte fertilisation is followed by a dramatic epigenetic and transcriptomic reprograming to prepare the newly formed embryo for subsequent development. Preserving genome integrity is critical at these early stages, when all cells have the potential to contribute to a large proportion of the embryo including the germ line. Despite this work by ourselves and others suggests the ATM kinase driven DNA damage response (DDR) to double strand breaks is dampened in the early embryo. At the same time the ATR kinase mediated DDR appears fully active and may even function in zygotic reprograming, as DNA damage acting through this pathway can reprogram embryonic stem cells to a more totipotent state reminiscent of the early post-fertilisation embryo. Beyond this little is known about DDRs in the early embryo, however we have recently identified a programmed splicing failure that accompanies the transcriptomic reprograming of the embryo and disproportionately disrupts transcripts coding for DDR genes. Furthermore, splicing inhibition has been found to reprogram embryonic stem cells to a more totipotent state and we have found this also inordinately disrupts DDR gene transcripts. These findings raise three fundamental questions:

i) Why is a dampened ATM dependent DDR found in early cleavage stage embryos?
ii) Does an ATR mediated DDR play a role in embryonic reprograming and totipotency emergence?
iii) What is the impact of the programmed splicing failure on embryo development and totipotency, and is it related to DDR regulation?

We will take a multidisciplinary approach to answer these questions using a combination of high-throughput -omics and focused techniques in the early mouse embryo. The knowledge gained will represent a breakthrough in the understanding of early mammalian post-fertilisation development, allowing us to unravel the interaction between the unique cellular processes that occur at this time, genome integrity control and splicing failure.

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-COG

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Institution d’accueil

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
Contribution nette de l'UE
€ 1 993 143,00
Coût total
€ 1 993 143,00

Bénéficiaires (1)