Cryo-EM Imaging of Histone Recycling at the Replication Fork

Opis projektu

Zrozumienie maszynerii replikacji eukariotycznej z pomocą mikroskopii krioelektronowej

Eukariotyczne DNA jest gęsto rozmieszczone w układach nukleosomowych. Tworzy ono chromatynę chroniącą materiał genetyczny i regulującą dostęp do DNA. Maszyneria replikacji rozbija nukleosomy przy widełkach replikacyjnych i łączy je ponownie w nowe pasma DNA, koordynując w ten sposób ponowne osadzenie się rodzicielskich i nowo zsyntetyzowanych histonów. Potranslacyjne modyfikacje histonów zapewniają kod epigenetyczny, który moduluje aktywację i wyciszenie określonych regionów chromosomalnych. Wykorzystując te informacje, twórcy finansowanego ze środków UE projektu Cryo-H-Rec wykorzystają mikroskopię krioelektronową, spektroskopię NMR w roztworach oraz wzajemnie powiązaną spektrometrię mas, by przeanalizować proces duplikacji DNA oraz recyklingu rodzicielskich histonów. Uzyskane dane pozwolą odkryć rolę replisomów w procesie przegrupowania nukleosomów przy widełkach replikacyjnych, a także rzucą światło na mechanizm cząsteczkowy replikacji chromosomów oraz na dziedziczenie epigenetyczne.

Cel

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.

Dziedzina nauki

Program(-y)

Temat(-y)

MSCA-IF-2018 - Individual Fellowships

Zaproszenie do składania wniosków

H2020-MSCA-IF-2018

Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszenia

System finansowania

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Koordynator

THE FRANCIS CRICK INSTITUTE LIMITED

Wkład UE netto

€ 212 933,76

Adres

1 MIDLAND ROAD
NW1 1AT London
Zjednoczone Królestwo

Region

London Inner London — West Camden and City of London

Rodzaj działalności

Research Organisations

Linki

Kontakt z organizacją Strona internetowa

Uczestnictwo w unijnych programach w zakresie badań i innowacji

sieć współpracy HORIZON

Koszt całkowity