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

Descrizione del progetto

Danno al DNA nei primi embrioni

I primi embrioni di mammifero subiscono cambiamenti drammatici dopo la fecondazione, compresa la riprogrammazione epigenetica e trascrittomica, per prepararsi al successivo sviluppo. L’integrità del genoma è fondamentale in queste fasi, poiché tutte le cellule hanno il potenziale per contribuire all’embrione e alla sua linea germinale. Tuttavia, ricerche precedenti suggeriscono che la risposta al danno al DNA (DDR) guidata dalla chinasi ATM è soppressa nei primi embrioni, mentre la DDR mediata dalla chinasi ATR rimane attiva. Ciò solleva interrogativi critici sul ruolo della DDR nello sviluppo iniziale e nella riprogrammazione. Il progetto EARLYFATE, finanziato dal CER, esplora la risposta attenuata di ATM, il ruolo potenziale di ATR nella totipotenza e l’impatto del fallimento dello splicing programmato sullo sviluppo embrionale. Fornirà approfondimenti sulle complesse interazioni che regolano lo sviluppo precoce dei mammiferi.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-COG

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Istituzione ospitante

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
Contributo netto dell'UE
€ 1 993 143,00
Indirizzo
CALLE SERRANO 117
28006 Madrid
Spagna
Regione
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 1 993 143,00

Beneficiari (1)