Descrizione del progetto
Comprensione biofisica del rilevamento della dimensione cellulare nella divisione delle cellule
La progressione nel ciclo cellulare è controllata da vari passaggi biochimici, oltreché dalla dimensione. Tuttavia, il meccanismo preciso attraverso cui le cellule percepiscono la dimensione per avviare la replica è scarsamente compreso. Il progetto BIGGER, finanziato dall’UE, studierà la biofisica intracellulare nei dettagli della singola molecola in migliaia di ceppi batterici geneticamente differenti allo scopo di fornire informazioni meccanicistiche e strutturali del ciclo cellulare batterico. Gli scienziati seguiranno la conformazione dinamica 3D della cromatina e delle forche di replicazione durante il ciclo di vita dell’Escherichia coli. I risultati del progetto aiuteranno a chiarire il ruolo dei singoli prodotti genetici all’inizio della replicazione e nella divisione cellulare.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-ADG - Advanced GrantIstituzione ospitante
751 05 Uppsala
Svezia