Descrizione del progetto
Comprendere come vengono trasmesse le modifiche post-traduzionali degli istoni
I nucleosomi sono formati da DNA avvolto attorno a istoni (proteine). Sono il modo in cui il DNA viene impacchettato per adattarsi al nucleo della cellula e, in unità ripetitive, al microscopio sembrano perline su una stringa. Questo complesso di DNA e proteine (cromatina) si rilassa durante la trascrizione per fornire ai fattori di trascrizione e ad altre proteine che legano il DNA l’accesso al DNA stesso. Modifiche epigenetiche alle proteine degli istoni quali la metilazione possono influenzare l’espressione genica. Questa, a sua volta, svolge un ruolo importante nelle decisioni sul destino cellulare, sullo sviluppo dei tessuti e sull’immunità. La corretta replica di queste modifiche post-traduzionali insieme al DNA prima della divisione cellulare è fondamentale, ma i meccanismi sono in gran parte sconosciuti. Il progetto EpiRep sta studiando l’assemblaggio dei nucleosomi durante la replicazione del DNA per fare luce su questo importante processo.
Obiettivo
Proper inheritance of the epigenetic information during cell division controls cell fate decisions, tissues homeostasis and development, ensuring disease avoidance. We have little understanding however of the mechanisms by which epigenetic information, specifically histone post-translational modifications in nucleosomes, are replicated in parallel to the DNA prior to cell division. This process strictly depends on proper nucleosome formation on the newly synthesized DNA strands. Here, I will study the molecular mechanism of nucleosome assembly during DNA replication. Nucleosome dynamics during DNA replication is controlled by an interconnected network of histone chaperones that converges on the key Chromatin Assembly Factor 1 (CAF-1). I recently elucidated the molecular mechanism of CAF-1-mediated nucleosome assembly, in absence of any other replication components. I developed a quantitative (NAQ) assay that allows, for the first time, the quantification of nucleosome assembly activity in vitro. In cells, CAF-1 is recruited to replication forks by the DNA polymerase processivity factor PCNA. Here, I will capitalize and expand on the assays above to integrate structural data, quantitative biochemical and biophysical measurements, and functional analyses, to elucidate how CAF-1 crosstalks to PCNA, DNA polymerases and other components of the DNA replication machinery in S phase. Specifically, the proposed research will 1) uncover how CAF-1 recruitment by PCNA affects its function in nucleosome assembly, and 2) examine how CAF-1 activity is regulated during ongoing DNA replication. This work will reveal the mechanism of nucleosome assembly during DNA replication and its interplay with S phase signaling. A mechanistic understanding of this pathway will uncover the fundamental principles that control genome and epigenome stability, thus cell fate decisions and disease avoidance.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
1011 JV AMSTERDAM
Paesi Bassi