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Mechanisms underlying regulation and removal of G-quadruplex/R-loop transcription-replication conflicts

Projektbeschreibung

Warum die Konfliktlösung im Genom bei einigen Krankheiten versagt

Transkription (Bildung von RNS aus dem DNS-Code) und Replikation (Bildung einer DNS-Kopie aus der vorhandenen DNS) treten häufig in Zellen auf. Sie verwenden die gleiche DNS-„Vorlage“, aber die Prozesse können sich entlang dieser Vorlage in verschiedene Richtungen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Begegnungen oder Kollisionen können Transkriptions-Replikations-Konflikte, DNS-Schäden und genomische Instabilität verursachen. Ein Grund für diese Transkriptions-Replikations-Konflikte ist die Existenz von G-Quadruplexen (G4, sekundäre DNS-Strukturen) und RNS-DNS-Hybriden (R-Schleifen), die eine Barriere für das Fortschreiten der Replikationsgabel darstellen können. Zellen haben Strategien entwickelt, um diese Konflikte anzugehen, doch die Mechanismen, mit denen Zellen auf G4/R-Schleifen-induzierte Transkriptions-Replikations-Konflikte reagieren, sind weitgehend unbekannt. Das EU-finanzierte Projekt GLoopID verwendet neuartige Techniken, um offene Fragen über eine mögliche Anwendung in zielgerichteten Therapien für Krankheiten wie Krebs und einige genetische Störungen zu beantworten.

Ziel

Maintenance of genome stability is challenged by obstacles that interfere with normal progression of essential DNA-associated transactions, such as DNA replication and transcription. One such obstacle is the G-quadruplex (G4) DNA secondary structure, which can form in G-rich repetitive DNA sequences. Transcribed G4-DNA loci often co-exist with stable RNA-DNA hybrids (R-loops), potentially causing deleterious transcription-replication conflicts (TRCs). Therefore, the ability of cells to mitigate TRCs formation is critical for cell and organismal fitness. While the pathways involved in repairing other DNA lesions are relatively well understood, the mechanisms by which cells respond to G4/R-loop-induced TRCs remain uncharted, largely due to a lack of efficient approaches for inducing site-specific G4s/R-loops into the genome. Several studies reported dedicated helicases capable of unwinding G4s/R-loops, yet whether additional factors exist and how different types of TRCs are resolved remains unknown. In this project, I aim to dissect the fundamental mechanisms that protect cells from TRCs at DNA loci harbouring G4s/R-loops. To do so, I will establish a novel system with site-specific G4/R-loop substrates in living cells and I will systematically investigate their protein composition to identify novel factors in G4/R-loop metabolism. I will further examine the genetic vulnerabilities of candidate G4/R-loop helicase-deficient cells and the regulatory mechanisms underlying G4/R-loop unwinding by these helicases. As mutations in several G4/R-loop helicases predispose to various cancers and genetic disorders, a detailed understanding of the basic mechanisms controlling G4/R-loop removal is of utmost importance, and will shed light on disease aetiology and the rational development of more targeted therapeutic strategies.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2019

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Koordinator

THE FRANCIS CRICK INSTITUTE LIMITED
Netto-EU-Beitrag
€ 224 933,76
Adresse
1 MIDLAND ROAD
NW1 1AT London
Vereinigtes Königreich
Region
London Inner London — West Camden and City of London
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 224 933,76