Opis projektu
Odtwarzanie najstarszego organizmu istniejącego na Ziemi
Wszystkie znane formy życia wywodzą się od jednego organizmu, nazywanego w świecie nauki ostatnim uniwersalnym wspólnym przodkiem, czyli LUCA (ang. last universal common ancestor). Według badaczy organizm ten istniał na Ziemi około 4 miliardy lat temu. Naukowcy uważają, że w przeciwieństwie do współczesnych komórek, podstawą genetyczną LUCA było RNA, nie zaś DNA. Opierając się na tej hipotezie zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu RiboLife proponuje odtworzenie żywej skamieniałości LUCA z wykorzystaniem bakterii jako podstawowej jednostki komórkowej. Wykorzystując inżynierię i ewolucję eksperymentalną, badacze zamierzają zakodować wszystkie funkcje komórkowe w RNA. Przeprowadzone prace pozwolą nie tylko zbadać to, w jaki sposób organizmy żywe zaczęły wykorzystywać DNA zamiast RNA, ale także otworzy nowe możliwości w dziedzinie biologii syntetycznej.
Cel
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?
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki biologicznegenetykaDNA
- nauki przyrodniczenauki biologicznegenetykaRNA
- medycyna i nauki o zdrowiumedycyna klinicznatransplantacja
- nauki przyrodniczenauki biologicznegenetykachromosomy
- nauki przyrodniczenauki biologicznegenetykagenom
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
44227 Dortmund
Niemcy