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Intracellular ERK signalling dynamics mediated epidermal stem cell fate control

Descrizione del progetto

Oscillazioni in un’importante via di segnalazione potrebbero codificare ordini per le cellule staminali nella pelle

Forse nessuno si sarà mai chiesto cosa potessero avere in comune un pendolo oscillante, una corda di chitarra vibrante e la via di segnalazione della chinasi segnale-regolata extracellulare (ERK) nelle cellule staminali epidermiche. Ebbene, gli scienziati hanno la risposta e risiede nella natura oscillatoria di tutte queste cose. È stato dimostrato che le dinamiche ERK codificano informazioni in alcune linee cellulari epiteliali e che la segnalazione ERK modula lo stato delle cellule staminali epidermiche (mantenimento, commitment o differenziazione terminale). Il progetto PulsatERK sta cercando di capire se esiste una correlazione fra di esse. L’analisi di Fourier consentirà la caratterizzazione delle oscillazioni ERK che saranno quindi applicate artificialmente alle cellule staminali nel tentativo di ricreare gli stati specifici con importanti applicazioni per la guarigione delle ferite.

Obiettivo

Understanding how stem cells maintain homeostasis in the epidermis is of great interest to regenerative medicine. Previous studies have identified the crucial role ERK signalling plays in coordinating homeostasis. Intriguingly, and somewhat paradoxically, ERK signalling has been shown to regulate divergent epidermal stem cell outputs; from maintenance, to commitment, and terminal differentiation. Uncovering how the activity of a single signalling pathway can regulate such divergent responses can not only allow us to robustly control epidermal stem cell behaviour but will also have far reaching implications for both the fields of stem cell and cancer biology. Importantly, ERK signalling manifests in a dynamic/pulsatile manner, and these dynamics have been shown to encode information in other epithelial cell lines. If ERK dynamics can encode information that regulates the divergent outputs of epidermal stem cells remains to be explored. My goal is to employ an interdisciplinary approach that combines electrical, and biomedical engineering approaches with those of stem cell biology to decipher the information encoded in the dynamics of ERK signalling that control epidermal stem cell outputs. To achieve this, I will first identify ERK activity signatures associated with the different cell states of the epidermis (stem, committed, and differentiated) using live primary human epidermal cells expressing a Förster Resonance Energy Transfer based ERK reporter. I will then decode these signatures using quantitative Fourier analysis to identify the key amplitude and frequency parameters associated with each epidermal cell state. Further, these parameters will then be tested for their ability to maintain the associated states under experimental conditions that enable control of ERK dynamics. The precise regulation afforded by these experimental conditions will also be harnessed to achieve dedifferentiation of committed cells into a stem cell state.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Coordinatore

KING'S COLLEGE LONDON
Contributo netto dell'UE
€ 212 933,76
Indirizzo
STRAND
WC2R 2LS London
Regno Unito

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Regione
London Inner London — West Westminster
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 212 933,76