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DNA Breaks Shape Neural Genome Heterogeneity

Descrizione del progetto

Il contributo delle rotture di DNA all’eterogeneità genetica delle cellule neuronali

Le cellule neurali progenitrici sono sottoposte a decine di migliaia di divisioni per generare i miliardi di neuroni cerebrali presenti nell’essere umano. Questo stress da replicazione può portare a ricorrenti cluster di rotture di DNA, creando una diversità genomica somatica. Lo squilibrio del mosaicismo genomico nelle cellule neurali progenitrici può comportare cancro al cervello e disturbi di tipo neuropsichiatrico. Il progetto BrainBreaks, finanziato dall’UE, si propone di verificare se le lesioni di DNA ad autonomia cellulare, acquisite nel corso della divisione delle cellule progenitrici, contribuiscono all’eterogeneità genetica nelle cellule neuronali. I ricercatori si avvarranno di strumenti basati su linee cellulari in vitro, modelli murini in vivo e approcci multi-omici all’avanguardia per svelare i meccanismi di genomica che forniranno nuovi e preziosi indizi sui disturbi neuropsichiatrici e la biologia dei tumori.

Obiettivo

Neural progenitor cells undergo tens of thousands of cell divisions to generate the 80 billion neurons in a human brain. In neural progenitor cells, replication stress can lead to recurrent DNA break clusters (RDCs). Joining of two RDC breaks may introduce somatic genomic diversity. On the other hand, unbalanced genomic mosaicism in neural progenitor cells may lead to brain cancer and neuropsychiatric disorders. This proposal will test whether cell-autonomous DNA lesions that accumulate during rapid progenitor division contribute to the genetic heterogeneity found across neuronal cell populations.

Aim 1 will elucidate how replication stress drives recurrent break clusters in the neural progenitor cell genome. We will evaluate whether chromatin loop extrusion mechanistically contributes to breakage repairs, and thus helps shape genomic structure variations.

Aim 2 will quantify the extent and impact of tissue-specific recurrent break clusters in the embryonic brain. I will create a mouse model to identify DNA breaks in temporal and cell-type-specific manner across the entire population of neuronal progenitor cells.

Aim 3 will evaluate whether replicative stress drives the recurrent genomic alteration in the RDC-containing gene during embryonic neurogenesis. We will investigate one of the RDC-containing gene Neurexin 1, where deletion or truncation results in neurological disorders.

By combining a powerful in vitro cell line-based tool, versatile in vivo mouse models, and cutting-edge multi-omics approaches, we will uncover the mechanisms that are critical to the fields of genomics and developmental neuroscience and may also provide valuable new insights into neuropsychiatric disorders and tumor biology.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-STG - Starting Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

DEUTSCHES KREBSFORSCHUNGSZENTRUM HEIDELBERG
Contributo netto dell'UE
€ 1 500 000,00
Indirizzo
IM NEUENHEIMER FELD 280
69120 Heidelberg
Germania
Regione
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 1 500 000,00

Beneficiari (1)