Opis projektu
Przeznaczenie i los pojedynczych komórek w trakcie embriogenezy
Fundamentalną kwestią dla biologii rozwojowej jest to, w jaki sposób rodowód komórki oraz trajektoria (historia ekspresji genów) określają jej cechy wyróżniające i specyfikację. Niedawne postępy w edycji genów i sekwencjonowaniu stworzyły możliwość badania procesu rozwojowego w rozdzielczości jednej komórki. Finansowany przez UE projekt wykorzysta nowe metody rekonstrukcji losu i ewolucji poszczególnych komórek w trakcie embriogenezy. Ten globalny podgląd rozwoju komórkowego opracowany zostanie z wykorzystaniem dania pręgowanego jako modelu embriogenezy i organogenezy. Drzewka trajektorii zostaną utworzone z danych na temat sekwencjonowania RNA pojedynczej komórki, zaś drzewka rodowodu – poprzez wykorzystanie edycji genów na potrzeby oznaczania komórki. Połączenie tych danych zapewni pierwszy kompleksowy i globalny podgląd procesów decydujących o rozwoju kręgowców.
Cel
Each cell in our body has a specific biography that is defined by its pedigree relationship with other cells (lineage) and by its history of gene expression (trajectory). A fundamental question in cellular and developmental biology has been how the lineage and trajectory of a cell lead to its specification and differentiation. Remarkable progress in genome editing and single-cell sequencing has generated the opportunity to understand this process at global scales and single-cell resolution. We have recently developed methods to reconstruct the cellular ancestry and transcriptional trajectories of cells during embryogenesis. The resulting lineage and trajectory trees can be analyzed to gain comprehensive views of how cellular diversity arises and how differentiation leads to physiologically specialized cell types. To generate such global views of cellular development, we will: 1. Define the cellular diversity and gene expression trajectories during zebrafish embryogenesis and organogenesis. Trajectory trees will be generated from scRNA-seq data and analyzed to reconstruct the gene expression pathways underlying fate specification. 2. Reveal the relationships between lineage and transcriptional trajectories during fate specification. Lineage trees will be generated by marking cells via genome editing and combined with trajectory trees to reveal the cellular paths towards fate specification. 3. Discover the gene expression cascades that remodel cells into physiologically functional types. Cell biological modules will be identified by comparing gene enrichment in differentiation trajectories and reveal the specialized and shared mechanisms of differentiation. These studies will help provide the first comprehensive and global view of the trajectories and lineages underlying vertebrate development. Our focus is on the zebrafish model system, but the data and concepts developed in this project will be applicable to other developmental and cellular systems.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
4051 Basel
Szwajcaria