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The MECHanical GENome: How DNA sequence guides chromosomal organization and dynamics

Description du projet

Les séquences d’ADN façonnent l’organisation chromosomique grâce à leurs propriétés mécaniques

Les séquences d’ADN influencent à la fois le codage des protéines et leurs propriétés mécaniques, en affectant la régulation des gènes et l’organisation de la chromatine. Cependant, l’impact de ces caractéristiques mécaniques sur les fonctions biologiques reste largement inexploré. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet MECHGEN développera un modèle de dynamique moléculaire pour étudier comment les séquences d’ADN affectent l’organisation des chromosomes. Le projet examinera la manière dont les séquences influencent les souches topologiques et les dommages à l’ADN dans l’ADN superenroulé, ainsi que leur effet sur la structure et la fonction de la chromatine. En combinant des simulations avec des données expérimentales, il vise à approfondir notre compréhension de la stabilité génomique et de la régulation des gènes, avec des implications potentielles pour le traitement des maladies génétiques.

Objectif

Beyond its role in encoding the primary structure of proteins, the sequence of DNA also determines its mechanical properties such as shape and flexibility. This sequence-specific mechanical code significantly influences interactions between the cellular machinery and the genome, affecting critical processes such as gene regulation and chromatin organization. However, the extent to which this MECHanical GENome drives biological function remains largely unexplored. MECHGEN seeks to bridge this gap by leveraging a recently developed coarse-graining methodology to construct a multi-resolution molecular dynamics (MD) model that integrates sequence-dependent elastic properties of DNA. This model will enable efficient simulations of genomic length DNA, chromatin, and other biologically relevant systems.

Using this new methodology, we propose to study two aspects of chromosomal organization. The first will investigate how DNA sequence influences the distribution of topological strains and how sequence context determines the exposure of DNA damage in supercoiled DNA, offering new insights into genomic stability and repair mechanisms. The second line of investigation will explore how DNA sequence shapes chromatin structure and function, focusing on nucleosome positioning and higher-order chromatin architectures. By combining coarse-grained simulations with experimental data, MECHGEN aims to clarify the role of sequence variations in chromosomal organization and gene regulation. These findings could significantly impact our understanding of genomic function and stability, with potential applications in the study and treatment of genetic diseases.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

THE UNIVERSITY OF EDINBURGH
Contribution nette de l'UE
€ 260 347,92
Adresse
OLD COLLEGE, SOUTH BRIDGE
EH8 9YL Edinburgh
Royaume-Uni
Région
Scotland Eastern Scotland Edinburgh
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée