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Directions in Development

Descrizione del progetto

La polarità e l’orientamento della divisione cellulare nello sviluppo

Negli organismi multicellulari, le cellule sono organizzate lungo assi corporali e tissutali. Nelle piante sono note solo poche proteine localizzate a livello polare e i meccanismi molecolari di stabilimento della polarità o di orientamento della divisione sono sfuggenti. Il progetto DIRNDL, finanziato dall’UE, sfrutta il modello embrionale di Arabidopsis sviluppato in precedenza per studiare la polarità e l’orientamento della divisione cellulare. Alcuni recenti sforzi hanno identificato una nuova famiglia di proteine vegetali polari profondamente conservate che condivide un ambito strutturale con i principali regolatori di polarità negli animali. I ricercatori analizzeranno la genetica e le funzioni delle proteine e dei regolatori polari nell’Arabidopsis e nella pianta epatica Marchantia per identificare i componenti conservati. L’obiettivo finale consiste nell’istituire un sistema basato sulle cellule per l’ingegneria della polarità ex novo, impiegando i regolatori identificati nel progetto.

Obiettivo

Cells in multicellular organisms organise along body and tissue axes. Cellular processes, such as division plane orientation, must be aligned with these polarity axes to generate functional 3-dimensional morphology, particularly in plants, where cell walls prevent cell migration. While some polarly localized plant proteins are known, molecular mechanisms of polarity establishment or its translation to division orientation are elusive, in part because regulators in animals and fungi appear to be missing from plant genomes. Cell polarity is first established in the embryo, but this has long been an intractable experimental model. My team has developed the genetic, cell biological and biochemical tools that now render the early Arabidopsis embryo an exquisite model for studying cell polarity and oriented division. Recent efforts already led to the unexpected identification of a novel family of deeply conserved polar plant proteins that share a structural domain with key animal polarity regulators. In the DIRNDL project, we will capitalize upon our unique position and foundational results, and use complementary approaches to discover the plant cell polarity and division orientation system. Firstly, we will address the function of the newly identified conserved polarity proteins, and determine mechanistic convergence of polarity regulators across multicellular kingdoms. Furthermore, we will use proteomic approaches to systematically identify polar proteins, and a genetic approach to identify regulators of polarity and division orientation, essential for embryogenesis. We will functionally analyse polar proteins and regulators both in Arabidopsis and the liverwort Marchantia to help prioritize conserved components, and to facilitate genetic analysis of protein function. Finally, we will use a cell-based system for engineering polarity de novo using the regulators identified in the project, and thus reveal the mechanisms that provide direction in plant development.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-ADG - Advanced Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2018-ADG

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Istituzione ospitante

WAGENINGEN UNIVERSITY
Contributo netto dell'UE
€ 2 500 000,00
Indirizzo
DROEVENDAALSESTEEG 4
6708 PB Wageningen
Paesi Bassi
Regione
Oost-Nederland Gelderland Veluwe
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 500 000,00

Beneficiari (1)