Descripción del proyecto
Regulación de la tensión de torsión del ADN en la lámina nuclear
La transcripción o la replicación del ADN generan tensión de torsión en la doble hélice. La enzima que elimina esta tensión es la ADN-topoisomerasa de tipo I (Top1), una diana de la quimioterapia antineoplásica. La pérdida de actividad de la Top1 genera acumulación de la tensión de torsión en los genes activos desde el punto de vista transcripcional y puede provocar la formación de estructuras híbridas de ADN/ARN no canónicas, llamadas bucles R. Recientemente, el equipo del proyecto demostró que la disminución de Top1 provoca la estabilización de los bucles R, en concreto en los genes anclados a la lámina nuclear. Esta observación sugiere claramente que la fijación del ADN a la lámina nuclear puede evitar la disipación de la tensión de torsión. El proyecto TorsionAtLamina, financiado con fondos europeos, estudia la relación entre la tensión de torsión, la Top1, los bucles R y la fijación a la lámina nuclear, mediante técnicas de genómica desarrolladas en el laboratorio de la entidad anfitriona.
Objetivo
When DNA is transcribed or replicated, torsional stress accumulates on the double helix. This tension must be dissipated by spreading it along the DNA fiber, or it must be removed altogether. One of the main factors responsible for the removal of such stress is DNA Topoisomerase I (Top1), an important target of cancer chemotherapy. When Top1 activity is lost, torsional stress accumulates on transcriptionally active genes and can lead to the formation of non-canonical DNA/RNA hybrid structures called R loops. These structures are emerging as important regulators of genome function and stability. By genome-wide mapping of R loops in human cells, I recently found that depletion of Top1 leads to a marked R loop stabilization, specifically on genes that are anchored to the nuclear lamina. This strongly suggests that attachment of DNA to the nuclear lamina may prevent dissipation of torsional stress, but how this works is still largely unclear. I propose to investigate the causal relationships between torsonal stress, Top1, R-loops and nuclear lamina attachment, taking advantage of a suite of unique genomics techniques developed in the host lab. Specifically, I will: 1) Develop two novel reporter assays to probe the effects of chromatin context (in particular lamina associated chromatin) and Top1 on torsional stress and R loop formation, at thousands of locations in the human genome. 2) Investigate if and how Top1 regulates DNA/nuclear lamina contacts by by means of a novel version of the powerful genome-wide DamID mapping method with much-improved time resolution. My expertise in Top1, R-loops and DNA topology combined with the unique genomics methodologies in the host lab, as well as their expertise in lamina-associated DNA, will lead to a unique synergy that should result in new insights into the relationship between nuclear organization, torsional stress and R loop formation. Moreover, it will yield new methods that will boost scientific progress in this field.
Ámbito científico
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
1066 CX Amsterdam
Países Bajos