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Developing next-generation genetic reporters for detecting horizontal gene transfer

Descrizione del progetto

All’interno della «scatola nera» del trasferimento genico orizzontale

Il trasferimento genico orizzontale – ovvero il trasferimento asessuato di materiale genetico tra organismi distinti – costituisce uno dei principali fattori alla base della resistenza agli antibiotici ed è ancora poco compreso. Gli attuali metodi sperimentali sono in grado di rilevare solo gli eventi di trasferimento già avvenuti; pertanto, i modelli matematici predittivi non possono tenere conto dei processi intermedi fugaci che determinano le dinamiche complessive. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto SCRIPT svilupperà reporter genetici di nuova generazione in grado di rilevare tali processi transitori con risoluzione a livello di singola cellula, al fine di fornire dati utili per la creazione di modelli matematici predittivi. Integrando la biologia sintetica, la microbiologia ambientale e la modellizzazione, il progetto SCRIPT farà luce su processi finora inaccessibili che determinano le dinamiche ecologiche degli elementi genetici mobili, fornendo al contempo spunti per lo sviluppo di strategie mirate volte a mitigare la resistenza agli antibiotici.

Obiettivo

Accurately predicting the spread of genes in the environment via horizontal gene transfer (HGT) is of critical importance to many societal challenges, such as the antibiotic resistance crisis. Our ability to make effective predictions of environmental HGT dynamics is held back by two key knowledge gaps. First, current methods of measuring HGT cannot detect the transient processes that give rise to HGT dynamics, as they can only detect the end result of successful HGT events. Second, mathematical models for HGT spread do not explicitly incorporate these transient processes, limiting our understanding of exactly how these processes affect the spread and mitigation of mobile genetic elements.

In this project, SCRIPT: SynthetiC Recombinase-based Investigation of Plasmid Transfer, I propose to resolve these knowledge gaps by (1) developing the first set of next-generation genetic reporters that can reliably detect target transient HGT processes at high-throughput, single-cell resolution, and (2) incorporating these processes into mathematical models of HGT and using these updated models to quantify the extent to which these measurements enhance model predictiveness of HGT spread dynamics and mitigation strategies. This project is an interdisciplinary effort that combines techniques from synthetic biology and mathematical modeling with those from environmental microbiology and HGT research.

The outcomes of this project will constitute a major advance in the field of HGT research by enabling the measurement of previously- undetectable processes that are critical in shaping the ecological dynamics of mobile genetic elements. The project will also make an important contribution towards enabling the reliable prediction of the environmental spread of mobile genetic elements carrying antibiotic resistance genes, which will inform targeted strategies to mitigate their spread.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

KOBENHAVNS UNIVERSITET
Contributo netto dell'UE
€ 263 393,28
Indirizzo
NORREGADE 10
1165 KOBENHAVN
Danimarca
Regione
Danmark Hovedstaden Byen København
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)