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Biophysics in gene regulation - A genome wide approach

Description du projet

Des informations biophysiques sur la détection de la taille des cellules lors de la division cellulaire

La progression vers le cycle cellulaire est contrôlée par différents interrupteurs biochimiques, ainsi que par la taille. Le mécanisme précis par lequel les cellules perçoivent la taille pour entamer la réplication reste toutefois mal compris. Le projet BIGGER, financé par l’UE, étudiera la biophysique intracellulaire à l’échelle monomoléculaire sur des milliers de souches bactériennes génétiquement différentes afin d’apporter des informations mécanistes et structurelles sur le cycle cellulaire bactérien. Les scientifiques suivront la conformation dynamique 3D de la chromatine et les fourches de réplication lors du cycle de vie d’Escherichia coli. Les résultats du projet aideront à clarifier le rôle des produits génétiques individuels dans l’initiation de la réplication et la division cellulaire.

Objectif

In this project, we will develop and use technology that combines synthetic genomics and live-cell imaging. These methods make it possible to study the intracellular biophysics at single-molecule detail in thousands of genetically different bacterial strains in parallel. Our approach is based on in situ genotyping of a barcoded strain library after phenotyping has been performed by live-cell imaging. Within the scope of the proposed project, the new technology will be used to solve mechanistic and structural questions of the bacterial cell cycle.

To this end, we will explore two parallel but complementary applications. In the first application, we will determine the dynamic 3D structure of the E. coli chromosome at 1kb resolution throughout the cell cycle. The structure determination can be seen as a live-cell version of chromatin conformation capture, where we will follow the 3D distances of 10 000 pairs of chromosomal loci over the cell cycle at high resolution. In the second application, we will make a complete CRISPRi knockdown strain library where we can follow the replication forks of the E. coli chromosome and septum formation over the cell cycle in individual cells. Using this strategy, we will resolve how individual gene products contribute to the cell-to-cell accuracy in replication initiation and cell division. In particular, this approach allows us to address the challenging question of size sensing at replication initiation. How the cell can decide that it is large enough to initiate replication is still an open question despite decades of investigations.

The general principles for high-end imaging of pool-synthesized cell libraries have nearly unlimited applications throughout cell biology. The specific applications explored in this project will take the understanding of the bacterial cell cycle to a new level and answer general questions about the chromosomal organization and cell size sensing.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-ADG - Advanced Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UPPSALA UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 2 411 410,00
Adresse
VON KRAEMERS ALLE 4
751 05 Uppsala
Suède
Région
Östra Sverige Östra Mellansverige Uppsala län
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 441 410,00

Bénéficiaires (1)