Opis projektu
Funkcjonalna architektura genetyczna złożonych tkanek in vivo
Zespół finansowanego ze środków UE projektu DECODE wykorzysta najnowocześniejsze metody genetyki systemowej do badania molekularnych czynników warunkujących specyfikację losów komórkowych rzodkiewnika i muszki owocowej, jako modeli roślinnych i zwierzęcych, w celu rozszyfrowania zależnych od kontekstu sieci genetycznych in vivo. Partnerzy projektu z doświadczeniem w zakresie genetyki organizmów modelowych i fenotypowania komórkowego, genomiki pojedynczych komórek, statystyki i biologii obliczeniowej stworzą funkcjonalne mapy genetyczne, wykorzystując oparty na CRISPR/Cas9 knockout genów in vivo w połączeniu z profilowaniem i obrazowaniem ekspresji pojedynczych komórek. Tysiące warunkowych usunięć genu i kilka milionów profili transkryptomowych pojedynczych komórek w połączeniu z obrazowaniem w wysokiej rozdzielczości doprowadzi do stworzenia największej mapy perturbacji na poziomie pojedynczych komórek w organizmie modelowym i dostarczy fundamentalnych informacji na temat architektury genetycznej złożonych tkanek.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-SyG - Synergy grantInstytucja przyjmująca
69120 Heidelberg
Niemcy