Descrizione del progetto
Regolazione della metilazione del DNA nello sviluppo iniziale dell'embrione
La metilazione del DNA dei mammiferi è un processo essenziale per il normale sviluppo e la regolazione genica in cui i gruppi metilici vengono aggiunti alla molecola di DNA per modificarne l’attività. Nonostante il progresso significativo, rimangono oscuri molti dettagli importanti sul suo ruolo nello sviluppo iniziale. Questo progetto, finanziato dall’UE, si propone di migliorare drasticamente la nostra comprensione del ruolo svolto dalla metilazione sullo sviluppo successivo all’impianto nell’embrione, utilizzando metodi all’avanguardia per la mappatura della singola cellula di metilazione ed espressione genica. I ricercatori attueranno il loro nuovo sistema di resoconto delle cellule di monitoraggio sulla base della metilazione del DNA locus-specifica in combinazione con gli strumenti di metilazione sito-specifici e la tecnologia di differenziazione in vitro per decifrare il ruolo di questo processo nello sviluppo iniziale dei mammiferi.
Obiettivo
DNA methylation is essential for normal mammalian development. While seminal work has provided tremendous insight into the dynamic regulation of DNA methylation throughout embryogenesis, comprehensive understanding of how cell-specific methylation programs are established and maintained, and how they are involved in defining cell states in vivo through regulation of target genes, remains a formidable task. Revolutionary technologies now offer unprecedented opportunities for understanding the function of DNA methylation in specifying, memorizing and modulating embryonic programs. These powerful tools motivate further development of novel experimental systems, to integrate single-cell monitoring with flexible engineering of markers, reporters and perturbations. This will make it possible to precisely target key rare embryonic cell populations for in-depth analysis.
Here, combining cutting-edge methods for single cell mapping of DNA methylation and gene expression, and by developing a novel approach for inferring spatial information from single cell genomic data, we propose to comprehensively chart the post-implantation embryo, at unprecedented resolution. To move to functional studies, we will implement our recently established reporter system that enables monitoring and isolation of cells based on endogenous locus-specific changes in DNA methylation. Together with site-specific methylation editing tools, mouse genetics, and in vitro differentiation of pluripotent stem cells, we will study the developmental potential of rare epiblast cells that we identified that exhibit lower-than-expected genome-wide methylation levels. We will further study the effects of cell-specific methylation changes at an imprinted control region on gene dosage by genetic and epigenetic perturbation, during mouse development. Our combined approach will open new avenues for elucidating the contribution of cell-specific DNA methylation changes to cell-state and function following implantation
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
7610001 Rehovot
Israele