Projektbeschreibung
Künstliche Intelligenz entschlüsselt Natur: Die Geheimnisse der Transkriptionsverstärker
Alle somatischen Zellen (ausgenommen Geschlechtszellen) enthalten die gesamte DNA, um all die unzähligen Proteinarten des Körpers herstellen zu können. Allerdings erzeugen offensichtlich nicht alle Zellen diese Proteine. Die Steuerung der Genexpression wird auf mehreren Ebenen reguliert, unter anderem durch Aktivierung von Enhancern. Enhancer sind DNA-Sequenzen, die die Transkription bestimmter Gene verstärken, sobald sie an die als Transkriptionsfaktoren bezeichneten Proteine binden. Könnte man sich diesen Vorgang zunutze machen, wäre eine wirksamere Gentherapie möglich. Das EU-finanzierte Projekt EnhancerDesign wird mithilfe von KI die „Logik“ der Enhancer entschlüsseln und sie für eine rationale Gestaltung synthetischer Sequenzen nutzen, die die Transkription von Genen in der Gentherapie verstärken. Diese Technologie sollte bei Therapien für zahlreiche Erkrankungen und Beschwerden breite Anwendung finden können.
Ziel
Gene therapy promises to become a durable clinical option for a whole range of diseases, including monogenic hereditary diseases, cancer and neurodegenerative disorders. However, the development of new gene therapy-based treatments strongly depends on regulatory drivers that provide cell-type specific expression of the transgene, at high enough levels, yet without causing genotoxicity.
The aim of the ERC PoC proposal is to validate a state-of-the-art pipeline, called EnhancerDesign, to design small, strong and cell-type specific human enhancers for gene therapy that will improve specificity and safety, the two major bottlenecks in gene therapy applications. The strength of our EnhancerDesign approach lies in understanding and exploiting the enhancer code by using several state-of-the-art bioinformatics and experimental techniques. We have designed and now aim to validate our pipeline consisting of four parts (1) Single-cell multi-omics profiling; (2) training enhancer models to gain understanding of the enhancer logic; (3) design synthetic sequences in silico; (4) high-throughput enhancer testing.
The project outcome will be twofold. Firstly, the different modules in our pipeline will be further optimized to make the entire pipeline operational to be offered as a service to, or as an asset for collaborative projects with gene therapy companies. Secondly, this project will deliver novel enhancers for a set of chosen cell types, for which no specific enhancers exist, or for which the available enhancers are either too large, too unspecific, or too weak.
Altogether, the development of optimized enhancers by our EnhancerDesign pipeline will allow for improved and cell-type specific expression of a transgene, and has therefore the potential to provide patients with a safer treatment, increased QoL and new treatment options for diseases where gene therapy was not yet an option.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- Medizin- und GesundheitswissenschaftenMedizinische BiotechnologieGentechnologieGentherapie
- Medizin- und GesundheitswissenschaftenKlinische MedizinOnkologie
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Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-PoC
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ERC-POC - Proof of Concept GrantGastgebende Einrichtung
9052 ZWIJNAARDE - GENT
Belgien