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Evolution and function of the germline-restricted chromosome in songbirds

Description du projet

Les oiseaux chanteurs s’illustrent par leurs cellules germinales

Dans les organismes multicellulaires qui se reproduisent sexuellement, les cellules sont généralement classées en deux groupes, somatiques ou germinales, ces dernières formant les gamètes (l’ovule et le sperme). La plupart des animaux, y compris les humains, possèdent les mêmes chromosomes dans toutes leurs cellules, bien que la plupart des cellules possèdent deux copies et les gamètes une seule. Cependant, les oiseaux chanteurs constituent une mystérieuse exception. Leurs cellules germinales possèdent un chromosome supplémentaire, le chromosome restreint à la lignée germinale (CRG — GRC en anglais), qui n’est pas présent dans les cellules somatiques. Cela ouvre la porte à des possibilités intéressantes liées à l’expression de gènes spécifiques à la lignée germinale, mais on sait encore très peu de choses sur le CRG. Le projet birdGRC, financé par l’UE, utilise des méthodes de haute technologie pour identifier les gènes les plus «anciens» — et donc probablement les plus importants — du CRG et étudier leur rôle dans le développement et l’évolution du groupe d’oiseaux qui compte le plus grand nombre d’espèces.

Objectif

Metazoans typically keep the same genetic information in all body cells over their life cycle. However, some organisms show exceptions to this rule through programmed DNA elimination from the somatic cell line, as it is the case of the puzzling germline-restricted chromosome (GRC) in songbirds. Recently, it has been demonstrated that the GRC is likely present in over half of all bird species and that the zebra finch GRC is enriched in developmental genes. The latter constitutes a novel mechanism for germline-specific gene expression in multicellular organisms, which is of significant relevance to fields as genomics, developmental biology, ecology or even cancer research. However, it remains mysterious how the GRC affects differential gene expression between tissues, the genomic divergence between species, and the determination of cell fate between germline and soma. To elucidate this, we will first perform multiplatform sequencing and high-quality assembly of the GRC in the zebra finch. Then, by comparing somatic and germline genomes from many bird species to infer the evolutionary trajectories of the GRC, we will determine its most ancient and, therefore, important genes. Finally, we will perform a functional analysis to elucidate the role of these genes in primordial germ cells and the early transmission in embryos. Recent technological advances in sequencing, bioinformatics and developmental biology provide us now with a unique moment to perform the proposed multi-omics analyses. Successful and high-quality implementation will be ensured by the extensive experience of the fellow in cytogenetics and genomics of supernumerary chromosomes as well as in developmental biology in zebrafish. In addition, the host lab is expert in cutting-edge multiplatform genomics techniques and has a multidisciplinary network of collaborators, and the secondment partner is expert in experimental biology with zebra finch embryos and primordial germ cell cultures.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.

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Coordinateur

UNIVERSITY OF EAST ANGLIA
Contribution nette de l'UE
€ 203 852,16
Adresse
EARLHAM ROAD
NR4 7TJ Norwich
Royaume-Uni

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Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 203 852,79

Participants (1)