Opis projektu
Badania mogą ujawnić, w jaki sposób białka z grupy polycomb sprzyjają przełączaniu epigenetycznemu
Epigenetyczna regulacja ekspresji genów przy pomocy białek z grupy polycomb stanowi klucz do rozwoju i zapewniania plastyczności środowiskowej większości eukariontów. Jedna z klas białek z grupy polycomb – PRC2 – może epigenetycznie wyciszać obszary genomu nazywane obszarami nukleacji lub elementami reakcji na białka z grupy polycomb. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu EPISWITCH zamierza wykorzystać dobrze scharakteryzowany genom rośliny Arabidopsis FLC w celu wyjaśnienia podstawowych mechanizmów przełączania epigenetycznego, które zachodzą dzięki tej rodzinie kompleksów białkowych. Ten interdyscyplinarny projekt pozwoli określić lokalne cechy chromatyny, które sprzyjają niezależnemu przełączaniu epigenetycznemu we wszystkich allelach. Badacze opiszą również wpływ replikacji DNA na przejście od metastabilnego do długotrwałego wyciszenia epigenetycznego.
Cel
Polycomb-mediated epigenetic regulation of gene expression is central to development and environmental plasticity in most eukaryotes. Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) is targeted to genomic sites, known as nucleation regions or Polycomb Response elements, and switches those targets to an epigenetically silenced state. But what constitutes the switching mechanism is unknown. Core epigenetic switching mechanisms have proven difficult to elucidate due to the complex molecular feedbacks involved. We will exploit a well-characterized gene system, Arabidopsis FLC, to address a central question – what are the core events that constitute a Polycomb switch?
Our hypothesis is that the epigenetic switch involves stochastic conformationally-induced oligomerization, generating an ordered protein assembly of PRC2 accessory proteins and PRC2, that is then robustly distributed onto both daughter strands during DNA replication through self-templating feedback mechanisms. We will determine the local chromatin features that promote the epigenetic switch independently at each allele (i.e. in cis). We will also dissect the involvement of DNA replication in the transition from metastable to long-term epigenetic silencing, associated with the Polycomb complex spreading across the body of the locus.
This interdisciplinary proposal combines molecular genetics/biology, computational biology, with structural biology, achieved through close working relationships with Prof. Martin Howard (John Innes Centre), Dr Mariann Bienz (MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge) and Dr Julian Sale, (MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge). This blue-sky programme aims to provide important new concepts in Polycomb-mediated epigenetic switching mechanisms, important for the whole epigenetics field.
Dziedzina nauki
- natural sciencesbiological sciencesmolecular biologymolecular genetics
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsDNA
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsepigenetics
- natural sciencesbiological sciencesmolecular biologystructural biology
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
NR4 7UH Norwich
Zjednoczone Królestwo