Opis projektu
Dynamika sygnalizacji komórkowej w procesach proliferacji i różnicowania
Odpowiednia koordynacja procesów proliferacji i różnicowania jest konieczna dla zapewnienia rozwoju i homeostazy organizmów wielokomórkowych. Podczas gdy już od dawna trwają badania dotyczące szlaków sygnalizacyjnych i ich roli w sprawowaniu tej kontroli, dopiero niedawno pojawiły się doniesienia na temat znaczenia dynamiki sygnalizacji komórkowej. Wciąż bez odpowiedzi pozostają pytania na temat funkcji i mechanizmów dynamiki sygnalizacji komórkowej w kontrolowaniu procesów proliferacji i różnicowania na poziomie tkanki. W ramach tego finansowanego ze środków UE projektu badacze zastosują podejście multidyscyplinarne, łącząc wiedzę na temat dynamiki sygnalizacji, zaawansowanej mikroskopii świetlnej, mikrofluidyki, badań z zakresu cyklu komórkowego oraz hodowli organoidów w celu przeprowadzenia analizy funkcjonalnej dynamiki sygnalizacji w rozwoju i homeostazie. Wykorzystają oni somitogenezę w zarodkach kręgowców do zbadania znaczenia dynamiki sygnalizacji w rozwoju zarodkowym. Badacze użyją jelita cienkiego jako modelu homeostazy tkanki dojrzałej. Na podstawie porównania obu tych systemów modelowych sformułują oni wnioski na temat funkcji dynamiki sygnalizacji w układach wielokomórkowych.
Cel
Tight coordination between proliferation and differentiation is key to proper development and homeostasis of multicellular systems. Cell-cell communication via signaling pathways has long been studied in this context. Encoding information in the temporal change of a signal, i.e. signaling dynamics, can ensure information transmission to be specific and accurate. Studies exemplifying the relevance of dynamic signaling raise the critical question: What is the function of signaling dynamics in controlling proliferation and differentiation at tissue level? My expertise in signaling dynamics, advanced light microscopy, microfluidics, development, cell cycle research and organoid culture provides a unique skill-set for the functional investigation of dynamic signaling during development and tissue homeostasis using two model systems:
Somitogenesis in vertebrate embryos is the sequential segmentation of growing tissue. It is controlled by signaling gradients and oscillations. Whereas differentiation has been studied extensively, it remains elusive (A) how cell proliferation is regulated and (B) whether there is a link between proliferation and signaling dynamics. Indeed, our preliminary data strongly indicate that cell proliferation impacts on signaling oscillations. Homeostasis of adult tissue is also maintained by signaling pathways balancing proliferation and differentiation. In the small intestine some of these pathways have recently been shown to be dynamic. We will apply a systematic approach to understand (A) are signaling pathways in the intestine dynamic and (B) what is the function. Our preliminary data support that combining organoid culture, light-sheet microscopy and microfluidic perturbation allows quantification and functional analysis of signaling dynamics.
By comparing signaling dynamics in development and homeostasis we will derive general principles of dynamic signal encoding in multicellular systems.
Dziedzina nauki
Not validated
Not validated
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
1011 JV AMSTERDAM
Niderlandy