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Evolution of regulatory landscapes at multiple timescales

Descripción del proyecto

Nueva información sobre la danza entre los genes y la forma

En la intrincada red de la evolución animal, la clave para entender la transformación de los planes corporales y las formas de los órganos reside en descifrar los cambios dentro de los programas de desarrollo. Estos programas controlan la expresión de genes fundamentales y sus extensas redes descendentes, que impulsan la evolución de la morfología animal. Sin embargo, la prueba definitiva de esta hipótesis sigue siendo difícil de alcanzar, lo que deja una importante laguna en nuestra comprensión sobre este fenómeno. En este contexto, el equipo del proyecto Evoland, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, revolucionará la comprensión de la evolución animal. Aprovechando el poder de las herramientas de la secuenciación de nueva generación, el objetivo de Evoland es desvelar los misterios que ocultan los elementos reguladores que controlan la expresión génica. Estas regiones reguladoras, conocidas como elementos reguladores en cis, han sido durante mucho tiempo un enigma debido a su compleja organización dentro del genoma tridimensional.

Objetivo

Evolution of animal morphology relies on changes in developmental programs that control body plans and organ shape. Such changes are thought to arise form alteration of the expression of functionally conserved developmental genes and their vast downstream networks. Although this hypothesis has a profound impact on the way we view animal evolution, final proof is still lacking. The hypothesis calls for evolution to take place mainly through modifications of cis-regulatory elements (CREs) controlling gene expression. However, these genomic regions are precisely those that we understand the least and, until recently, basic knowledge on how regulatory information is organized in the 3D genome or how to spatio-temporally assign CREs to their target genes was unknown.
The advent of next generation sequencing-based tools has made possible to identify genome-wide CREs and reveal how they are organized in the 3D genome. But this new knowledge has been largely ignored by most hypotheses on the evolution of gene expression, development and animal morphology. These new high-throughput methods have been mainly restricted to selected model organisms, and due to the lack of sequence conservation of CREs across lineages, we still have very limited information about the impact of CREs on animal morphology evolution.
By integrating in a systematic and phylogenetically driven manner the contribution of CREs and their 3D organization to animal morphology at different evolutionary scales, we will for the first time link evolution, regulatory information, genome 3D architecture and morphology. We will apply this strategy to study animal morphology along the evolution of deuterostome body plans, the generation of fin morphological diversity in vertebrates, and the recent phenotypic changes in fish adapted to cave environments.
Our proposal will make ground-breaking advances in our understanding of the global principles underlying the evolution of cis-regulatory DNA and animal form.

Régimen de financiación

ERC-ADG - Advanced Grant

Institución de acogida

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
Aportación neta de la UEn
€ 1 816 027,44
Dirección
CALLE SERRANO 117
28006 Madrid
España

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Región
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo de actividad
Research Organisations
Enlaces
Coste total
€ 1 928 091,19

Beneficiarios (2)