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Decoding Context-Dependent Genetic Networks in vivo

Projektbeschreibung

Funktionale genetische Architektur von komplexen Geweben in vivo

Um kontextabhängige genetische Netzwerke in vivo entschlüsseln zu können, setzt das EU-finanzierte Projekt DECODE hochmoderne Methoden der Systemgenetik ein. Damit sollen molekulare Determinanten für die Spezifika der Zelldifferenzierung am Pflanzenmodell Arabidopsis und am Tiermodell Drosophila untersucht werden. Die Projektpartner mit Expertise in Genetik von Modellorganismen und Zellphänotypisierung, Einzelzellgenomik, Statistik sowie Bioinformatik werden funktionale genetische Karten erstellen. Dazu nutzen sie CRISPR/Cas9-basierte Knockout-Manipulationen in vivo und kombinieren sie mit der Profilerstellung und Bildgebung von Einzelzell-Expressionen. Daraus entstehen Tausende bedingte Knockouts und mehrere Millionen Profile von Einzelzell-Transkriptomen in hoher Auflösung und damit die größte Karte von Einzelzell-Manipulationen des jeweiligen Modellorganismus. Beide liefern grundlegende Erkenntnisse über die genetische Architektur komplexer Gewebe.

Ziel

The evolutionary success of multicellular organisms is based on the division of labor between cells. While some of the molecular determinants for cell fate specification have been identified, a fundamental understanding of which genetic activities are required in each cell of a developing tissue is still outstanding. The DECODE project will develop and apply leading-edge system genetics methods to Arabidopsis and Drosophila, two major model systems from the plant and animal kingdoms to decode context-dependent genetic networks in vivo. To achieve this, DECODE will bring together experimental and theoretical groups with complementary expertise in model organism genetics and cellular phenotyping, single-cell genomics, statistics and computational biology. Building on our combined expertise, we will create functional genetic maps using conditional CRISPR/Cas9-based single- and higher order knockout perturbations in vivo combined with single-cell expression profiling and imaging. Coupled with powerful computational analysis, this project will not only define, predict and rigorously test the unique genetic repertoire of each cell, but also unravel how genetic networks adapt their topology and function across cell types and external stimuli. With more than thousand conditional knockouts, characterized by several million single-cell transcriptome profiles and high-resolution imaging this project will create the largest single-cell perturbation map in any model organism and will provide fundamental insights into the genetic architecture of complex tissues. Analyzing two tissues with divergent organization and regulatory repertoire will enable us to uncover general principles in the genetic circuits controlling context
dependent cell behavior. Consequently, we expect that the DECODE project in model organisms will lay the conceptual and methodological foundation for perturbation-based functional atlases in other tissues or species.

Finanzierungsplan

ERC-SyG - Synergy grant

Gastgebende Einrichtung

DEUTSCHES KREBSFORSCHUNGSZENTRUM HEIDELBERG
Netto-EU-Beitrag
€ 4 042 500,00
Adresse
IM NEUENHEIMER FELD 280
69120 Heidelberg
Deutschland

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Region
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Aktivitätstyp
Research Organisations
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Gesamtkosten
€ 4 042 500,00

Begünstigte (3)