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Evolution of regulatory landscapes at multiple timescales

Projektbeschreibung

DEENESFRITPL

Den Tanz zwischen Genen und Form beleuchten

Im verschlungenen Netz der tierischen Evolution liegt der Schlüssel zum Verständnis veränderter Körperpläne und Organformen in der Entschlüsselung der Veränderungen innerhalb der Entwicklungsprogramme. Diese Programme steuern die Expression wichtiger Gene und ihrer umfangreichen nachgeschalteten Netzwerke, von denen die Evolution der Tiermorphologie bestimmt wird. Ein endgültiger Nachweis für diese Hypothese konnte jedoch bisher nicht erbracht werden, was eine erhebliche Lücke in unserem Verständnis hinterlässt. In diesem Zusammenhang wird das ERC-finanzierte Projekt Evoland unser Verständnis der Evolution von Tieren revolutionieren. Durch die Nutzung von Sequenzierungsinstrumenten der nächsten Generation wird mit Evoland das Ziel verfolgt, die Geheimnisse der regulatorischen Elemente, die die Genexpression steuern, zu entschlüsseln. Diese regulatorischen Regionen, die sogenannten cis-regulatorischen Elemente, sind aufgrund ihrer komplexen Organisation innerhalb des dreidimensionalen Genoms lange Zeit ein Rätsel geblieben.

Ziel

Evolution of animal morphology relies on changes in developmental programs that control body plans and organ shape. Such changes are thought to arise form alteration of the expression of functionally conserved developmental genes and their vast downstream networks. Although this hypothesis has a profound impact on the way we view animal evolution, final proof is still lacking. The hypothesis calls for evolution to take place mainly through modifications of cis-regulatory elements (CREs) controlling gene expression. However, these genomic regions are precisely those that we understand the least and, until recently, basic knowledge on how regulatory information is organized in the 3D genome or how to spatio-temporally assign CREs to their target genes was unknown.
The advent of next generation sequencing-based tools has made possible to identify genome-wide CREs and reveal how they are organized in the 3D genome. But this new knowledge has been largely ignored by most hypotheses on the evolution of gene expression, development and animal morphology. These new high-throughput methods have been mainly restricted to selected model organisms, and due to the lack of sequence conservation of CREs across lineages, we still have very limited information about the impact of CREs on animal morphology evolution.
By integrating in a systematic and phylogenetically driven manner the contribution of CREs and their 3D organization to animal morphology at different evolutionary scales, we will for the first time link evolution, regulatory information, genome 3D architecture and morphology. We will apply this strategy to study animal morphology along the evolution of deuterostome body plans, the generation of fin morphological diversity in vertebrates, and the recent phenotypic changes in fish adapted to cave environments.
Our proposal will make ground-breaking advances in our understanding of the global principles underlying the evolution of cis-regulatory DNA and animal form.

Wissenschaftliches Gebiet

Programm/Programme

Thema/Themen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

ERC-2016-ADG

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Finanzierungsplan

ERC-ADG - Advanced Grant

Gastgebende Einrichtung

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
Netto-EU-Beitrag
€ 1 816 027,44
Adresse
CALLE SERRANO 117
28006 Madrid
Spanien

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Region
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 1 928 091,19

Begünstigte (2)

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Letzte Aktualisierung: 14 April 2022

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Permalink: https://cordis.europa.eu/project/id/740041/de

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