Opis projektu
Dekodowanie powstawania szczeciny u robaków
Pierścienice mają na powierzchni ciała wypustki przypominające szczecinę. Te struktury pozakomórkowe mogą przybierać szereg zróżnicowany szereg złożonych kształtów. Powstają w wyniku interakcji pomiędzy cytoszkieletem a kontrolowaną polimeryzacją chityny, polimeru na bazie glukozy. Celem finansowanego ze środków UE projektu CHAETA jest poszerzenie wiedzy na temat tego procesu poprzez zbadanie mechanizmów cząsteczkowych leżących u podstaw syntezy tej szczeciny. Badacze skoncentrują się na syntazach chityny. Jako organizm modelowy naukowcy wykorzystają Osedax japonicus, gatunek zjadający kości. Łącząc edycję genów, mikroskopię oraz najnowocześniejsze techniki transkryptomiczne, zbadają oni sieć genetyczną regulującą powstawanie szczeciny. Jako że proces ten można porównać z drukowaniem 3D, wyniki badania wykraczają poza biologię i mogą znaleźć zastosowanie w badaniach naukowców zajmujących się biomechaniką i biomineralizacją.
Cel
Chaetae, the chitinous bristles, of segmented worms are without a doubt one of their most characteristic features. A single cell, called chaetoblast, forms these complex extracellular structures, through an intricate interplay of the cytoskeleton and controlled polymerization of chitin. I have been investigating this fascinating system and published a series of papers describing the process of chaetal formation in various annelids using serial TEM and histology. With this proposed project I will combine my previous training and take the next logical step in the study of chaetogenesis; by investigating the molecular underpinnings of chaetal formation, focusing on chitin synthases. Chitin is one of the most dominant biopolymers in nature and a key building block of diverse extracellular structures. The bone eating worm Osedax japonicus will be the main focus of this study. Its fast and simple chaetal development, together with the drastic anatomical difference between males and females, renders it a perfect model to link the differential expression of chitin synthases to any relevant point of chaetogenesis that can be ultrastructurally profiled. Genetically well-examined annelid Capitella teleta will serve to test the functional genetics of chitin synthases using CRISPR/CAS9. This integrative approach combining advanced microscopical techniques with cutting-edge transcriptomics will result in a giant leap towards revealing the genetic network regulating chaetogenesis. I will be laying the groundwork to fully understand how morphologically complex, chitinous hard structures can be formed by a single cell. Elucidating the molecular and cellular mechanisms behind this process, that is comparable to a biological 3D printer, is highly relevant for not only annelid researchers but also to a broader scientific community studying biomechanics, biomineralization, cell-biology and even bionics.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
1165 Kobenhavn
Dania