Opis projektu
Podstawowe mechanizmy replikacji chromosomów
Za wierną duplikację i przekazywanie informacji genetycznej i epigenetycznej wewnątrz żywych komórek odpowiedzialne są duże kompleksy wielkocząsteczkowe zwane replisomami, które koordynują zdarzenia enzymatyczne podczas duplikacji chromosomów. Celem finansowanego ze środków UE projektu REPLISOMEBYPASS jest opracowanie metody do obrazowania pojedynczych cząsteczek w celu badania mechanizmów, dzięki którym replisomy zachowują swoją sprawność i koordynację podczas zderzeń z przeszkodami na chromosomie. Projekt wykorzystuje niedawno opracowane wielowymiarowe podejście do obrazowania pojedynczych cząsteczek w celu wizualizacji w czasie rzeczywistym koordynacji podczas replikacji. Celem jest zrozumienie konsekwencji zderzeń replisomów oraz mechanizmów, które pozwalają na ominięcie lub wywołanie rozpadu widełek replikacyjnych. Prace w ramach projektu pozwolą odkryć molekularne przyczyny uszkodzeń chromosomów leżące u podstaw wielu chorób.
Cel
Faithful duplication and transmission of genetic and epigenetic information is the most vital cellular
function for the preservation and proliferation of life. In cells, this process is conducted by large
macromolecular complexes, known as replisomes, that coordinate the sequence of enzymatic events
during chromosome duplication. While recently developed single-molecule techniques promise
unprecedented access to the complex inner workings of these sophisticated machines, most studies
conducted have focused on individual factors, operating on non-physiological substrates, which has
provided an incomplete molecular picture.
My recent development of a multidimensional, single-molecule imaging approach that allows
for real-time visualisation of coordination during replication represents a significant breakthrough
in our ability to study macromolecular machines in vitro. Building on this success, here I describe
single-molecule imaging approaches to address one of the long-standing questions in chromosome
biology: How do replisomes maintain efficiency and coordination during collisions with obstacles
on the chromosome?
Our objective is to develop a complete molecular understanding of the consequences of
replisome collisions and the underlying mechanisms that allow for bypass or trigger replication fork
collapse. We will begin this long-term research effort by addressing several issues fundamental to
chromosome replication: How does replisome coordination and composition change during
encounters with topological barriers in chromosomes? What are the dynamic events that underlie
nucleosome disassembly by histone chaperones during replication? How does the eukaryotic
replisome collaborate with histone chaperones to ensure faithful inheritance of epigenetic
information encoded on histones?
These studies will provide a framework for understanding the dynamics of replisome collisions
and the molecular origin of chromosome damage underlying many diseases.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
80539 Munchen
Niemcy