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Analysis, control, and engineering of spatiotemporal pattern formation

Descrizione del progetto

Un nuovo studio cerca di svelare i meccanismi di modellazione dei tessuti

Il progetto ACE-OF-SPACE, finanziato dall’UE, affronterà un interrogativo secolare in materia di biologia dello sviluppo. Come sono modellati i tessuti nel tempo e nello spazio, e in che modo cellule identiche si differenziano per formare lo schema corporeo maturo? Tali processi di formazione degli schemi sono coordinati da determinate molecole di segnalazione. Tuttavia, non è ancora chiaro con quale precisione vengano trasmessi questi segnali e in che modo le cellule interagiscano tra loro per interpretare queste informazioni. Inoltre, è stato difficile visualizzare direttamente in che modo le molecole di segnalazione modellano gli embrioni e definire i requisiti minimi per la modellazione auto-organizzata. Il progetto lavorerà su embrioni di pesci zebra, cellule staminali embrionali di topi e colonie batteriche. I risultati produrranno approfondimenti entusiasmanti nella comunicazione tra le cellule così come nell’ingegneria tissutale.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITAT KONSTANZ
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 499 866,26
Indirizzo
UNIVERSITATSSTRASSE 10
78464 Konstanz
Germania

Mostra sulla mappa

Regione
Baden-Württemberg Freiburg Konstanz
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 499 866,26

Beneficiari (2)

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