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Analysis, control, and engineering of spatiotemporal pattern formation

Projektbeschreibung

Neue Studie will die Mechanismen der Musterbildung von Gewebe ans Licht bringen

Das EU-finanzierte Projekt ACE-OF-SPACE will eine jahrhundertealte Frage der Entwicklungsbiologie beantworten: Wie funktioniert die Musterbildung von Gewebe in Zeit und Raum und wie differenzieren sich identische Zellen, um den Bauplan des ausgewachsenen Individuums zu bilden? Diese Musterbildungsvorgänge werden von einer Reihe von Signalmolekülen koordiniert. Noch ist jedoch unklar, wie genau diese Signale übermittelt werden und wie Zellen miteinander interagieren, um diese Informationen zu deuten. Außerdem hat es sich als schwierig erwiesen, direkt zu visualisieren, wie Signalmoleküle die Musterbildung von Embryos umsetzen, und die Mindestanforderungen der autonomen Musterbildung zu ermitteln. Das Projekt wird an Embryonen von Zebrafischen, embryonalen Stammzellen von Mäusen und Bakterienkolonien arbeiten. Die Ergebnisse werden spannende Erkenntnisse über die Kommunikation zwischen Zellen sowie über die Gewebezüchtung liefern.

Ziel

A central problem in developmental biology is to understand how tissues are patterned in time and space - how do identical cells differentiate to form the adult body plan? Patterns often arise from prior asymmetries in developing embryos, but there is also increasing evidence for self-organizing mechanisms that can break the symmetry of an initially homogeneous cell population. These patterning processes are mediated by a small number of signaling molecules, including the TGF- superfamily members BMP and Nodal. While we have begun to analyze how biophysical properties such as signal diffusion and stability contribute to axis formation and tissue allocation during vertebrate embryogenesis, three key questions remain. First, how does signaling cross-talk control robust patterning in developing tissues? Opposing sources of Nodal and BMP are sufficient to produce secondary zebrafish axes, but it is unclear how the signals interact to orchestrate this mysterious process. Second, how do signaling systems self-organize to pattern tissues in the absence of prior asymmetries? Recent evidence indicates that axis formation in mammalian embryos is independent of maternal and extra-embryonic tissues, but the mechanism underlying this self-organized patterning is unknown. Third, what are the minimal requirements to engineer synthetic self-organizing systems? Our theoretical analyses suggest that self-organizing reaction-diffusion systems are more common and robust than previously thought, but this has so far not been experimentally demonstrated. We will address these questions in zebrafish embryos, mouse embryonic stem cells, and bacterial colonies using a combination of quantitative imaging, optogenetics, mathematical modeling, and synthetic biology. In addition to providing insights into signaling and development, this high-risk/high-gain approach opens exciting new strategies for tissue engineering by providing asymmetric or temporally regulated signaling in organ precursors.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-COG - Consolidator Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITAT KONSTANZ
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 499 866,26
Adresse
UNIVERSITATSSTRASSE 10
78464 Konstanz
Deutschland

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Region
Baden-Württemberg Freiburg Konstanz
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 499 866,26

Begünstigte (2)

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