Cryo-EM Imaging of Histone Recycling at the Replication Fork

Descrizione del progetto

Capire il meccanismo di replicazione eucariotica grazie alla microscopia crioelettronica

Il DNA eucariotico è densamente compattato in matrici di nucleosomi per formare la cromatina, proteggere il materiale genetico e regolare l’accesso al DNA. Il meccanismo di replicazione smantella i nucleosomi presso la forcella di replicazione e li ricompone in catene di DNA nascenti, coordinando la rideposizione di istoni genitoriali e di quelli nuovamente sintetizzati. Le modifiche degli istoni post-traslazionali forniscono il codice epigenetico che modula l’attivazione e il silenziamento di regioni cromosomiche specifiche. Il progetto Cryo-H-Rec, finanziato dall’UE, utilizza la microscopia crioelettronica, la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare e la spettrometria di massa reticolata per studiare la duplicazione del DNA e il riciclaggio di istoni genitoriali. Tali dati scopriranno il ruolo dei componenti del replisoma nel rimpasto del nucleosoma presso la forcella di replicazione e chiariranno il meccanismo molecolare della replicazione dei cromosomi e dell’ereditarietà epigenetica.

Obiettivo

DNA replication is essential for cell proliferation. In eukaryotic cells, DNA is densely packaged in nucleosome arrays that form chromatin. Such organisation protects the genetic material and controls access to DNA, thus providing an important mechanism for regulating gene expression. The eukaryotic replication machinery has evolved to unravel nucleosomes in order to access and duplicate DNA, while also maintaining chromatin density on newly duplicated DNA. To achieve this, the replisome dismantles nucleosomes ahead of the replication fork and reassembles them on nascent DNA strands, by coordinating redeposition of parental and newly synthesized histones. Histone proteins are subject to an array of post-translational modifications (PTMs), providing an epigenetic code that modulates activation and silencing of specific chromosomal regions. Redeposition of parental histones with their PTMs on both nascent DNA strands is, thus, pivotal in transmission of the epigenetic marks to daughter cells. I intend to perform in vitro reconstitution of the replisome on a chromatinised template and use cryo-electron microscopy to image DNA duplication and parental histone recycling at the replication fork. I seek to describe different structural intermediates in the process of nucleosome disassembly, DNA duplication and histone incorporation into new nucleosomes. To capture and characterise intermediate states of the replication machinery during this concerted process, I will employ a multidisciplinary approach and resort to structural techniques complementary to cryo-EM like solution NMR spectroscopy and crosslinking-mass spectrometry (XL-MS). My results will help dissect the role of different replisome components in nucleosome reshuffling at the replication fork, and elucidate the molecular mechanism that underpins chromosome replication and epigenetic inheritance.

Campo scientifico

Programma(i)

Argomento(i)

MSCA-IF-2018 - Individual Fellowships

Invito a presentare proposte

H2020-MSCA-IF-2018

Vedi altri progetti per questo bando

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Coordinatore

THE FRANCIS CRICK INSTITUTE LIMITED

Contribution nette de l'UE

€ 212 933,76

Indirizzo

1 MIDLAND ROAD
NW1 1AT London
Regno Unito

Regione

London Inner London — West Camden and City of London

Tipo di attività

Research Organisations

Collegamenti

Contatta l’organizzazione Sito web

Partecipazione a programmi di R&I dell'UE

Rete di collaborazione HORIZON

Costo totale