Projektbeschreibung
Der Entstehung der neuronalen Identität auf der Spur
Die neuronale Diversität bestimmt das Verhalten eines Organismus. Sie entsteht aus den Wechselwirkungen der zellintrinsischen und zellextrinsischen Prozesse während der Entwicklung. Aufgrund der ausgeprägten Heterogenität und Vernetzung von Neuronen war eine umfassende Analyse der neuronalen Identität im Gehirn bisher nicht möglich. Das EU-finanzierte Projekt NATURE_NURTURE wird den Neocortex in seiner Entstehung als Modellsystem nutzen, um die molekularen Faktoren der neuronalen Identität zu identifizieren und die Forschung auf diesem Gebiet damit voranzubringen. Mithilfe verschiedener Ansätze, wie genetischer Manipulation, zielen die Forschenden darauf ab, die intrinsischen und extrinischen Triebkräfte der Zellidentität zu unterscheiden. Dadurch möchten sie letztlich eine Grundlage schaffen, um die Regeneration von Schaltkreisen durch die Transplantation von gentechnisch modifizierten neuronalen Zelltypen zu verbessern.
Ziel
Neuronal diversity determines the variety of circuits that can be formed and thus sets the framework for an animals behavioural repertoire. During development, distinct neuronal types emerge from interactions between cell-intrinsic processes and cell-extrinsic processes. In the brain, untangling how intrinsic and extrinsic processes contribute to neuronal identity has been difficult, as neurons are highly interconnected and heterogeneous cells with distinct and dynamic sensitivities to environmental signals. In such conditions, high temporal single-cell resolution approaches are required to parse out the drivers of cell-type differentiation.
The mouse neocortex is an ideal model to tease out drivers of differentiation: radially, cell-intrinsic genetic mechanisms drive the generation of successive neuron types across cortical layers; tangentially, cell-extrinsic processes are critical to drive differentiation via synaptic input across cortical areas. Here, using the developing neocortex as a model system, I propose to identify how cell-intrinsic and -extrinsic processes interact to define distinct neuron identities by characterizing:
1. emergence of area-specific neuronal and progenitor identities using FlashTag fate mapping and single-cell RNA sequencing (Work Package (WP) 1)
2. plasticity of area-specific neuronal states in response to genetic manipulation, transplantation or input/activity manipulation (WP2)
3. spatial context-independent components of neuron identity, by uncovering core molecular and circuit states in vitro (WP3)
4. postnatal experience-dependent controls over neuronal identity, using the precocial rodent Acomys as a new model to study the role of early brain-world interactions (WP4).
Together, these experiments aim to identify the molecular determinants of progenitor and neuron types by distinguishing intrinsic and extrinsic drivers of cell identity, with the long-term aim of reverse-engineering tailored neuronal cell-types for circuit repair.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenBiowissenschaftenGenetikRNS
- Medizin- und GesundheitswissenschaftenKlinische MedizinTransplantation
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-ADG
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1211 Geneve
Schweiz