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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Forward and reverse genetic approaches to understanding sphingolipid metabolism and functions in plants using the model bryophyte Physcomitrella patens

Description du projet

Comprendre le métabolisme des sphingolipides dans les plantes

Les sphingolipides sont une classe omniprésente de lipides eucaryotes et, dans les plantes, ils sont impliqués dans différents processus tels que l’intégrité de la membrane plasmique, la croissance cellulaire et la signalisation de mort cellulaire programmée (MCP). Le projet SMFP, financé par l’UE, vise à étudier un profil sphingolipide unique rencontré chez le bryophyte Physcomitrella patens qui s’est révélé difficile à étudier dans d’autres organismes modèles, comme Arabidopsis thaliana. Par une utilisation combinée de la génétique directe et inverse et d’outils d’analyse et de modification du génome nouvellement établis, les chercheurs exploreront les fonctions des sphingolipides complexes et les mécanismes conservés qui régulent la MCP dans les plantes terrestres. Le projet offrira de nouvelles perspectives sur le métabolisme et la fonction des sphingolipides et les mécanismes qui régulent la MCP.

Objectif

Sphingolipids are essential lipids that are ubiquitous among eukaryotes. Plants produce structurally diverse sphingolipids that are involved in many processes, including maintenance of plasma membrane integrity and microdomain formation, cell growth and division, polar secretion, and programmed cell death (PCD) signalling. They have primarily been investigated in Arabidopsis thaliana, for which an extensive genetic toolkit has been available for decades. Genome sequences and tools for genome editing are now available for a wide variety of species, offering a better understanding of metabolic and functional diversity, and enabling study of evolutionary history and ancestral functions. The bryophyte Physcomitrella patens is an early-diverged land plant and a relatively new model organism. Preliminary work revealed a unique sphingolipid profile for Physcomitrella, and diversification of gene families associated with the biosynthesis of glycosylinositol phosphorylceramides (GIPCs), the most abundant and diverse class of sphingolipids in plants. The precise functions of GIPCs have been challenging to study in Arabidopsis due to non-viable or pleiotropic mutant phenotypes, complex organ structure, and difficulties with extraction and detection of GIPCs. I propose reverse-genetic characterization of GIPC biosynthesis in Physcomitrella, where expansion of gene families and simple morphology will facilitate mutant analysis. Further, I will use Physcomitrella to dissect the connection between sphingolipid metabolism and PCD, which is well-recognized, but mechanistically obscure. I will perform a mutant screen with Physcomitrella protoplasts for resistance to the ceramide synthase inhibitor and PCD trigger Fumonisin B1. The causal mutations will be identified by next-generation mapping and characterized. Altogether, this work offers novel and unique insight into the metabolism and functions of essential and abundant metabolites, and the mechanisms that regulate PCD.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinateur

GEORG-AUGUST-UNIVERSITAT GOTTINGEN STIFTUNG OFFENTLICHEN RECHTS
Contribution nette de l'UE
€ 162 806,40
Adresse
WILHELMSPLATZ 1
37073 Gottingen
Allemagne
Région
Niedersachsen Braunschweig Göttingen
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 162 806,40