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Ancient Battles, New Weapons: Uncovering Germline Defense Innovations and Transposon Invasions in Caenorhabditis species

Description du projet

Explorer les mécanismes de défense de la lignée germinale chez les espèces de Caenorhabditis

Les éléments transposables (TE pour «transposable elements») ciblent souvent la lignée germinale des organismes. En réponse, les ARN interagissant avec Piwi (ARNpi) dans les organismes se défendent contre les TE pour maintenir l’intégrité de la lignée germinale. Malgré leur importance, nous ne disposons que de peu d’informations sur le mécanisme utilisé par les organismes pour supprimer les TE. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet TEvsRNA s’intéresse au cas du nématode Caenorhabditis plicata, une espèce unique qui a perdu sa voie ARNpi et s’appuie à la place sur de nouvelles classes de petits ARN (ARNp) pour réduire les TE au silence. Tout d’abord, il analysera la voie des ARNp au niveau moléculaire afin de déterminer ses origines évolutives par rapport à d’autres espèces de Caenorhabditis. Il développera également un modèle expérimental pour étudier les invasions de TE étrangers chez les nématodes et examiner l’impact qui en résulte sur l’architecture du génome.

Objectif

The germline is the only immortal lineage in animals, making it a target for transposable elements (TEs) to perpetuate themselves at the host's expense. To counter these threats, animals utilize Piwi-interacting RNAs (piRNAs) to suppress TEs and maintain germline integrity. Despite the crucial role of piRNAs, the diversity of mechanisms organisms use to repress parasitic elements remains largely unexplored. To address this, I propose studying an emerging model system, the nematode Caenorhabditis plicata; one of the few Caenorhabditis species that lost the piRNA pathway. Notably, our preliminary results indicate that C. plicata employs novel small RNA (sRNA) classes to silence TEs. My first aim is to dissect the molecular basis of this sRNA pathway and elucidate its evolutionary origins. To do so, I will screen for the underlying molecular component controlling this pathway; firstly by targeting homologs of proteins involved in C. elegans sRNA silencing, and secondly, via EMS mutagenesis to identify mutations that suppress silencing of transgenic reporters. I will then investigate whether the novel sRNA populations are ancestral or a recent innovation by examining independent piRNA loss events across different Caenorhabditis species. Motivated by the natural loss of piRNAs and the widespread transfer of TEs between species, my second aim is to develop an experimental model to study foreign TE invasions in nematodes through heterologous insertions of TEs into mutant worms that are unable to defend against these elements. I will then examine the subsequent impact on genome architecture and explore whether they contribute to genome size expansion. This comprehensive approach will not only teach us how animals protect their germline but also deepen understanding of how biological novelty can arise from the ancient evolutionary arms race between invasive elements and silencing pathways.

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

INSTITUT FUER MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE GMBH
Contribution nette de l'UE
€ 214 344,72
Adresse
DR BOHRGASSE 3
1030 Wien
Autriche
Région
Ostösterreich Wien Wien
Type d’activité
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Liens
Coût total
Aucune donnée