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Defining the role of Arp2/3 complex diversity at multiple scales of biology

Description du projet

Un «arbre de vie» miniature à l’intérieur de nos cellules révèle la signification de ses ramifications

Les cellules sont des structures très actives et polyvalentes, capables de changer de forme et de se déplacer à la fois sur place et à l’intérieur du corps. La division et la migration cellulaires au cours du développement n’est qu’un exemple parmi d’autres. Le cytosquelette, constitué de protéines filamenteuses, fournit un soutien mécanique et facilite le mouvement. L’actine est l’une de ces protéines filamenteuses, et le complexe de protéines 2/3 (Arp2/3) liées à l’actine est en grande partie responsable de la création d’un réseau d’actine élaboré et ramifié; il nucléarise les filaments ramifiés en se liant aux filaments existants et favorise la croissance de nouvelles branches. Il s’avère que le complexe Arp2/3 n’est pas unique, mais qu’il peut exister dans huit combinaisons différentes de sous-unités, les différences ayant un impact considérable sur les réseaux d’actine. Le projet ArpComplexity, financé par l’UE, démêle toutes ces sous-unités et leurs combinaisons, tant sur le plan structurel que fonctionnel, afin de mieux comprendre ce qu’elles font, comment elles le font et pourquoi.

Objectif

The actin cytoskeleton of the cell is critical for the complex, integrated processes associated with development, operation and sustainability of the human body. The Arp2/3 complex consisting of seven protein subunits is essential to stimulate dynamic branched actin networks needed for multiple cellular processes. The Arp2/3 complex has always been considered as a single entity, but in humans and other mammals, three of the Arp2/3 complex subunits are encoded by two isoforms, thus allowing the formation of eight distinct Arp2/3 complexes. The Way lab has shown that Arp2/3 subunit composition dramatically affects the formation and stability of branched actin networks. The Way and Gomes labs have shown how specific Arp2/3 isoforms are essential for muscle development.

Our synergistic, high-risk, high-gain goal is to define the role of Arp2/3 complex diversity at three hierarchies of biology:

1. Molecular basis of Arp2/3 diversification
With purified isoform-specific complexes we will perform cryo-electron microscopy and single molecule fluorescence microscopy to reveal the structural variations and influence of Arp2/3 diversity on actin networks in vitro.

2. Cellular function of different Arp2/3 complexes
With cells expressing specific Arp2/3 isoforms, we will use quantitative live cell imaging and cryoelectron tomography to reveal the dependence of cellular actin networks on Arp2/3 diversity and its functional consequences.

3. Developmental and physiological role of individual Arp2/3 complexes.
With genetically modified cultured myofibers and transgenic mice, we will use an array of imaging approaches to reveal the contribution of different Arp2/3 family members to muscle development, structure and physiology.

Our interdisciplinary plan builds on the strengths of our three labs, takes advantage of unique reagents and powerful model systems, and will allow us to determine how Arp2/3 diversity contributes to biological complexity at multiple scales.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-SyG - Synergy grant

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2018-SyG

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Institution d’accueil

THE FRANCIS CRICK INSTITUTE LIMITED
Contribution nette de l'UE
€ 4 148 087,00
Adresse
1 MIDLAND ROAD
NW1 1AT London
Royaume-Uni
Région
London Inner London — West Camden and City of London
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 4 148 087,00

Bénéficiaires (3)