Descrizione del progetto
Conflitti fisici tra i complessi di replicazione del DNA e quelli di trascrizione
I complessi polimerasi per la replicazione e la trascrizione del DNA condividono lo stesso modello. Studi precedenti indicano che i complessi polimerasi di trascrizione sono in grado di interrompere il progresso delle forche di replicazione, comportando cambiamenti nell’espressione e nel trasferimento genico. Questo progetto finanziato dall’UE si concentra su queste collisioni fisiche a livello molecolare. Un nuovo sistema episomale inducibile basato su cellule umane consentirà l’analisi delle collisioni al fine di stabilire le conseguenze e i fattori genetici che le influenzano. Lo studio si occuperà inoltre del significato delle collisioni nell’insorgere delle malattie, della mappatura dei siti di collisione e della definizione dei cambiamenti genetici e della cromatina associati in un modello di cellule del carcinoma mammario, nonché in cellule embrionali murine. Per le nuove terapie, l’obiettivo è evitare selettivamente o istituire trasformazioni cellulari.
Obiettivo
Genetic and epigenetic instability contribute to cancers, aging, developmental disorders, and neurological diseases, so in-depth understanding how this instability arises is an important question affecting millions in Europe. Physical conflicts between the transcription and DNA replication machineries are a potent endogenous source of this instability.
My preliminary data indicate that a single collision can trigger long-term epigenetic changes and affect the normal expression state of genes. I hypothesize that collisions can rewire gene expression networks and lead to cellular transformations relevant to disease and development. Unfortunately, this mechanism is largely understudied owing to the lack of suitable cellular systems to characterize collisions in molecular detail. My proposal will address this key gap in knowledge.
I recently pioneered a unique human cell-based episomal system to analyse collisions in an inducible and localized fashion. Using this highly tractable system, we will molecularly characterize the (epi)genetic consequences and identify novel factors that prevent or resolve collisions (Aim 1).
To address the relevance of collisions in disease, we will establish a novel proximity-labelling system (Split-APEX2) to map collision sites and identify their associated genetic and chromatin changes in a breast cancer cell model. This cutting-edge technology will decipher their role in pathological transformations observed in breast cancer genomes (Aim 2).
To link collisions to developmental transformations, we will determine their potential to induce local epigenetic changes during zygotic genome activation in mouse embryonic cells. This approach can shift the paradigm how cells in development first start to differ from each other and reprogram their genome into different cell types (Aim 3).
Uncovering the key principles of collisions may implement highly innovative approaches to avoid or establish cellular transformations in disease and development.
Campo scientifico
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
85764 Neuherberg
Germania