Descrizione del progetto
Intelligenza artificiale spiegabile per contribuire a decifrare il codice di regolazione dell’espressione genica specifica a livello contestuale nelle piante
Le piante coordinano l’attività di migliaia di geni durante la crescita, lo sviluppo e la risposta ai segnali ambientali; di conseguenza, decifrare il codice di regolazione è fondamentale per progettare una maggiore resilienza vegetale. Il progetto multiCODE, finanziato dal CER, affronterà questo problema utilizzando la genomica a cellula singola, l’intelligenza artificiale spiegabile (xAI, explainable artificial intelligence) e l’ingegneria sintetica dei promotori. A differenza della scatola nera dell’intelligenza aratificiale (IA), l’xAI fornisce spiegazioni su come un modello di IA giunge a una conclusione. La profilazione dell’espressione genica a singola cellula nelle piante informerà i modelli di xAI, che prevedono l’espressione genica in determinate condizioni e identificano le sequenze di DNA regolatrici sottostanti. Il codice sarà successivamente verificato a livello sperimentale nelle piante attraverso un promotore sintetico che lo contiene, consentendo di effettuare un controllo preciso dell’espressione genica vegetale.
Obiettivo
Multicellular plants control the fine-grained expression of thousands of genes during growth, development, and in response to external stimuli. While gene expression varies strongly between different organs and tissues, how this specificity is encoded in the genome is largely unknown. Although various regulatory DNA sequences and sequence-specific transcription factors controlling diverse transcriptional responses have been described, the combinatorial nature of the regulatory code makes the application of rational approaches to learn and predict context-specific gene expression challenging. This is a major obstacle towards engineering plant promoters with predictable and tuneable expression.
multiCODE’s aim is uniting single-cell genomics, explainable artificial intelligence (xAI), and synthetic promoter engineering, to efficiently learn and validate regulatory sequences controlling gene expression in plants. Based on high-resolution single-cell gene expression profiling in the model Arabidopsis and the crop Brassica rapa, xAI models will be built to predict gene expression in leaves under control and stress conditions while at the same time identifying the underlying regulatory DNA sequences and syntax. The power of these predictive models will be validated by exploiting inter- and intra-species sequence variation, revealing the evolutionary conservation of the regulatory code. Furthermore, a novel multi-tier synthetic promoter engineering approach will be used to experimentally validate, directly in plants, the learned regulatory code in a high-throughput manner.
By combining the power of advanced computational and experimental methods, I will identify novel regulatory sequences and design novel synthetic promoters controlling gene expression in complex cellular contexts. This represents a crucial step towards a comprehensive understanding of gene regulation and will significantly contribute to developing stress-resilient crops.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-ADG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
9052 ZWIJNAARDE - GENT
Belgio
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.