Description du projet
Recréer l’organisme le plus ancien de la planète
Toutes les formes de vie connues remontent à un organisme unique connu sous le nom de dernier ancêtre commun universel (LUCA pour «last universal common ancestor»), qui aurait existé il y a environ quatre milliards d’années. Les scientifiques pensent que, contrairement aux cellules modernes, la base génétique de LUCA était l’ARN et non l’ADN. En partant de cette hypothèse, le projet RiboLife, financé par l’UE, propose de reconstruire un fossile cellulaire vivant de LUCA en utilisant des bactéries comme unité cellulaire de base. En recourant à l’ingénierie et à l’évolution expérimentale, les chercheurs coderont toutes les fonctions cellulaires sur de l’ARN. Ces travaux permettront non seulement de comprendre comment la vie est passée de l’ARN à l’ADN au fil des âges, mais ils inaugureront également de nouvelles possibilités en biologie synthétique.
Objectif
Modern cellular life strictly depends on DNA as genetic material. However, a large body of evidence infers the existence of a previous, more primitive biology in which RNA also stored information in cellular entities. Recreating a living cellular fossil representing this transition from an ancient RNA world to modern DNA-based life would fundamentally advance our understanding of our biology’s history, and enable us to explore its biological properties experimentally. However, the reengineering of existing molecular systems into a viable doppelganger of the Last Universal Common Ancestor (LUCA) or one of its precursors is extremely challenging.
I propose to use a novel, combined top-down and bottom-up approach to create a modern-day doppelganger of LUCA by engineering bacterial hybrids with core cellular functions encoded on RNA. Using Darwinian Evolution as driver, my team and I will prototype and refine synthetic RNA-replicons through alternating replication in both cell-free and intracellular environments. This “dual evolution” approach will shape increasingly complex RNA networks capable of encoding complex genetic information. Following this, we will use these networks to create information-rich RNA chromosomes, enabling the transfer of essential genomic information from DNA to RNA. Finally, we will address this intergenomic transplantation by combining a novel RNA-delivery strategy with iterative rounds of genome deletion and complementation using state-of-the art CRISPR-Cas9 assisted genome editing.
The proposed research will fundamentally advance synthetic biology, and could positively answer the transformative questions: Can we create, program and evolve life-like systems that can survive in both cell-free and intracellular environments? Can we use these entities to construct an alternative biology in which central cellular activities are encoded on genomes not made of DNA?
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences biologiquesgénétiqueADN
- sciences naturellessciences biologiquesgénétiqueARN
- sciences médicales et de la santémédecine cliniquetransplantation
- sciences naturellessciences biologiquesgénétiquechromosome
- sciences naturellessciences biologiquesgénétiquegénome
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Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
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(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2018-STG
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ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
44227 Dortmund
Allemagne