Projektbeschreibung
Hochaufgelöste Genexpression auf Einzelmolekülebene
Das EU-finanzierte Projekt DYNOME untersucht die Kinetik der Genexpression auf Einzelzell- und Einzelmolekülebene, um herauszufinden, wie statistische Gesetze die biologische Variabilität regulieren. Dabei werden mehrere innovative Ansätze kombiniert: eine hochauflösende Detect-and-Bleach-Strategie, mehrfarbige Barcodes zur Parallelkontrolle von bis zu sechs Genen, Lineage-Tracking-Tools und Lab-on-a-Chip-Bioreaktoren zur Kontrolle der Wachstumsbedingungen. Mit der biodynamischen Plattform kann die Dynamik der Genexpression bei Einzelmolekülen und -zellen für mehrere Gene und Generationen gleichzeitig überwacht werden. DYNOME ist ein Modellsystem, um stochastische Entscheidungsereignisse auf Bakterien und eukaryotische Zellen anzuwenden. Analysiert wird der stochastische Phänotypenwechsel (an Bacillus subtilis), die Entwicklung nicht genetisch vermittelter Arzneimittelresistenz (an Escherichia coli) und Zellzykluskontrolle (an Saccharomyces cerevisiae). Indem die zelluläre Individualität mit kinetischen Modellen untersucht wird, könnten künftig bahnbrechende Arzneimittel gegen bakterielle Infektionen, neue Zellfunktionen sowie allgemeine Konzepte für biologische Variabilität entwickelt werden.
Ziel
Gene expression is an inherently stochastic process. Random expression bursts cause tremendous cell-to-cell variations in mRNA and protein levels. The consequences are beneficial in some instances, e.g. in cell differentiation, and harmful in others, e.g. in bacterial drug tolerance. A key interest in biology is therefore to decipher the kinetics that characterise this noise. What is the distribution of transcription rates in a cell population? Are gene expression dynamics heritable? Do gene networks communicate via the Morse code of expression burst? Detailed answers to these questions are pending due to insufficient methods to temporally resolve gene expression noise at single-molecule resolution. A transparent cell is needed for which transcription and translation kinetics is accessible for many genes in parallel. DYNOME is my answer to this challenge. DYNOME combines (i) a super-resolution detect-and-bleach strategy, (ii) multi-colour barcoding to monitor up to six genes in parallel, (iii) a lineage tracking tool, and (iv), lab-on-a-chip bioreactors to steer growth conditions. Using this innovative bio-dynamics platform, I will monitor gene expression dynamics at the single-molecule level for many genes in single cells at the same time over many generations. My targets for DYNOME are stochastic decision-making events in bacteria and in eukaryotic cells that include (i) a stochastic phenotype switch (B. subtilis), (ii) the development of non-genetic drug resistance (E. coli), and (iii) cell cycle control (S. cerevisiae). The results will reach far beyond these organisms. Decrypting cell-individuality with kinetic models will be a breakthrough both in basic and in applied sciences with impacts on the development of drugs against bacterial invasions, the design of new and useful functionalities in cells, and on our understanding of how biological variability arises from the laws of statistical physics.
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.
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.
- Technik und Technologie Umweltbiotechnologie Bioremediation Bioreaktor
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Mikrobiologie Bakteriologie
- Technik und Technologie Sonstige Technik und Technologie Mikrotechnologie Labor auf einem Chip
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie hochauflösende Mikroskopie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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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.
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.
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
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-COG
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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.
7610001 Rehovot
Israel
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.