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Unwanted Invaders or Welcomed Guests: Impact of Prophage Integration Sites on Host Genomic Integrity and Evolution

Description du projet

Découverte de nouveaux rôles pour les phages dans l’édition du génome

Les bactériophages sont présents dans plus de deux tiers des génomes bactériens et représentent environ 10 % de leur ADN. Ils peuvent s’intégrer dans les gènes de l’hôte au cours de la lysogénie, influençant ainsi le développement bactérien et les communautés microbiennes telles que le microbiome de l’intestin humain. Toutefois, les mécanismes évolutifs à l’origine de l’intégration des phages et de ses effets régulateurs restent obscurs. Dans ce contexte, le projet PHAGE_ATTACH, financé par l’UE, étudiera comment des intégrations spécifiques de phages affectent les interactions hôte-phage à l’aide de la bioinformatique et d’une nouvelle base de données de prophages. En se concentrant sur Bacillus subtilis, il examinera la spécificité de l’intégrase et ses effets sur la condition physique du phage-hôte par le biais de phages modifiés et de l’imagerie, dans le but de révéler de nouveaux rôles des phages dans l’édition du génome et d’approfondir la compréhension de la coévolution phage-bactérie.

Objectif

Bacteriophages are found in over two-thirds of sequenced bacterial genomes, with phage DNA making up an estimated 10% of these genomes. Recent studies suggest that phage DNA integration, during so called lysogeny, can lead to interactions with bacterial hosts that are more complex than once thought. There are phages which very specifically and reversibly integrate into host genes, modulating host development. Altering bacterial behaviours can have detrimental consequences in microbial communities, such as those found in the human gut. However, it is unclear how specific phage integration mechanisms evolve, or if integration specificity influences regulation during lysogeny. I hypothesise that phage integration components are a key factor in phage-host interactions, with attachment sites (att) and phage integrases under strong evolutionary pressure. This project's goal is to examine the consequences of specific phage integration for the host and for the phage and to understand how integration components are directed by evolution. This will be fulfilled via three research objectives: 1) bioinformatics analysis of phage integration components, capitalizing on newly built prophage database and focusing on conservation of host att genes and phage integrases; 2) investigation of the effects of integrase specificity on phage-host interactions and fitness via combining engineered phages and trackable host with high-throughput imaging and RNA sequencing. 3) testing the long-term effect of specific att sites on host genome evolution in ecological context to Bacillus subtilis was selected as the model host due to its tractability, biotechnological importance, and susceptibility to phages with highly specific integrases. Understanding the impacts of phage integration specificity and its evolution will reveal new phage roles in host genome editing and gene transfer, improve our knowledge of phage-bacteria coevolution and it will pave new ways to engineering of bacterial genomes.

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-WIDERA-2024-TALENTS-02

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Coordinateur

UNIVERZA V LJUBLJANI
Contribution nette de l'UE
€ 182 717,52
Adresse
KONGRESNI TRG 12
1000 Ljubljana
Slovénie
Région
Slovenija Zahodna Slovenija Osrednjeslovenska
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée