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Deciphering the role of PI(4,5)P2 and its modulators PPK-1 and CSNK-1 in nematode asymmetric division

Projektbeschreibung

Schlüsselfaktoren der asymmetrischen Zellteilung

In der frühen Entwicklungsphase durchlaufen Zellen asymmetrische Teilungen, durch die Tochterzellen mit unterschiedlichem Zellschicksal entstehen. Obwohl es bereits gelang, bestimmte Faktoren zu identifizieren, die für die Zellpolarität und die asymmetrische Teilung zuständig sind, ist über bestimmte andere Aspekte dieses Vorgangs noch relativ wenig bekannt. Das EU-finanzierte Projekt PIADINE wird untersuchen, wie die Plasmamembranspannung die Zellteilung beeinträchtigt, und sich dabei insbesondere auf die Rolle des Lipids Phosphatidylinositoldiphosphat (PIP2) konzentrieren. Anhand der Modellorganismen Caenorhabditis elegans und Pristionchus pacificus im Embryostadium werden die Forschenden neue Erkenntnisse über den Mechanismus der asymmetrischen Zellteilung zutage fördern, die für die Entwicklungs- und Stammzellbiologie von erheblicher Bedeutung sein könnten.

Ziel

The first embryonic division of Caenorhabditis elegans is a powerful system to dissect the mechanisms governing asymmetric division, which relies on PAR-proteins for cell polarity and on dynein-dependant forces for centrosome and spindle positioning. In contrast to the extensive knowledge regarding proteins regulating asymmetric division, the contribution of plasma membrane tension, as well as of PIP2 and its modulators PPK-1 and CSNK-1 is poorly understood.

I propose to decipher these questions as follows:

1) PIP2 is enriched in the embryo anterior in microdomains of the plasma membrane. I will test the contribution of PPK-1, the only kinase from the proteome converting PIP into PIP2 in formation of PIP2 microdomains distribution, cell polarity and pulling force. This will be achieved through ppk-1(RNAi) as well as two complementary optogenetic approaches to obtain acute spatiotemporal inactivation of PIP2.

2) I will decipher how the casein kinase CSNK-1 interacts with and phosphorylates PPK-1, thereby presumably regulating PIP2 microdomain distribution and function, as well as identify and characterize up to three CSNK-1 phospho-substrates with.

3) I will test whether PIP2 undergoes phase separation driven by a decrease in plasma membrane tension, and, if so, investigate the consequences on asymmetric division. Moreover, I will study the relationship between membrane tension and cortex contractility.

4) I will analyze asymmetric cell division in the one-cell Pristiochus pacificus embryo I will then use the knowledge acquired in C. elegans to conduct related experiments in P. pacificus, thus investigating potential conserved and divergent themes governing asymmetric division across nematode evolution.

Overall, these experiments will shed critical light on the poorly understood contribution of PIP2 and its modulators to asymmetric division, an evolutionarily conserved process fundamental for development and stem cell lineages.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

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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

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Netto-EU-Beitrag
€ 191 149,44
Adresse
BATIMENT CE 3316 STATION 1
1015 Lausanne
Schweiz
Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Vaud
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 191 149,44