Projekt

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GermMethylation (ERC-2014-CoG)

Titel Englisch Chromatin and DNA modifications instructed by germline noncoding RNA
Gesuchsteller/in Pillai Ramesh S.
Nummer 166923
Förderungsinstrument Programme
Forschungseinrichtung Département de Biologie Moléculaire Faculté des Sciences Université de Genève
Hochschule Universität Genf – GE
Hauptdisziplin Biochemie
Beginn/Ende 01.06.2016 - 31.05.2021
Bewilligter Betrag 1'743'540.00
Alle Daten anzeigen

Alle Disziplinen (2)

Disziplin
Biochemie
Molekularbiologie

Keywords (4)

piRNA; PIWI; Small RNAs; DNA methylation

Lay Summary (Französisch)

Lead
Les petits ARN appelés Piwi-interacting RNAs (piRNAs) sont massivement exprimés en lignée germinale de l'animal et ils sont essentiels pour la fertilité de tous les animaux examinés. Ils sont présentés à fonctionner dans le cytoplasme et le noyau des cellules germinales à faire taire les éléments transposables cibles. Ce projet examine comment piRNAs guident répression des loci génomiques cible par le recrutement de la chromatine ou méthylation de l'ADN dans le noyau.
Lay summary

Contenu et objectifs du travail de recherche

Depuis les année 2006, lorsque piRNAs ont été décrits pour la première chez les mammifères, le domaine a été actif dans la compréhension de la biogenèse des piRNA. Plusieurs études ont également examiné comment piRNAs médiation destruction de ses cibles d'ARN dans le cytoplasme. Cependant, le mécanisme par lequel piRNAs médiation silençage transcriptionnel dans des systèmes de mammifère ne soit pas connue.

En utilisant des modèles de souris, ce projet se propose d'examiner l'effet direct de piRNAs dans le noyau des cellules germinales de mammifères. Initialement, elle examinera les conséquences d'avoir des cibles génomiques pour piRNAs nucléaires en examinant l'ADN et la chromatine modifications sur le locus génomique cible. Par la suite, il permettra d'identifier la composition d'un tel petit complexe de silençage de l'ARN-guidée. Enfin, il va tenter de caractériser la stabilité des marques de silencieux induites au fil des générations et les facteurs qui l'influencent. Notre recherche fera la lumière sur le rôle mal compris de piRNAs en silence transgénérationnelle dans la lignée germinale de l'animal.

Contexte scientifique et social du projet de recherche

Ce projet aidera à comprendre la base moléculaire de l'une des principales voies de défense du génome agissant dans les génomes des animaux. Elle est susceptible d'avoir un impact majeur sur notre compréhension de la fertilité humaine.

Mots-clés

Fertility, piRNAs, Piwi, epigenetics, DNA methylation

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 22.02.2016

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Abstract

Germ cells are entrusted with the task of transmitting the genetic information from one generation to the next. One major threat to germline genome integrity is the mobile genetic elements called transposons. Germline-specific Piwi-interacting RNAs (piRNAs) act as guardians of the genome by silencing transposable elements. The central aims of this proposal are to study how nuclear small RNAs are made and how they function in recruiting DNA methylation to target transposon loci in mammals. Key nucleases involved in piRNA biogenesis are not known. In this proposal, we will characterize the role of two novel nuclease family members in the piRNA biogenesis pathway using biochemical, structural and mouse genetic tools. It will use catalytic-dead mouse mutants of RNA helicases to trap transiently assembled biogenesis and silencing effector machineries in vivo. Since most piRNAs derive from repeat regions, we employ unique artificial piRNA precursors to systematically study piRNA processing steps in insect cell cultures, transgenic fly and mouse models. The use of RNA-crosslinking and deep sequencing strategies will allow us to unambiguously map factor binding sites to these unique reporters. It will aim to biochemically and functionally characterize mammalian piRNA-guided nuclear silencing complexes (RITS). Using artificial reporters and tethering of factors, it will provide direct and unambiguous evidence linking piRNAs to the epigenetic silencing of transposons by DNA methylation in the mammalian genome. Furthermore, it will explore the transgenerational nature of this silencing. Finally, using Cas9 genome editing tools it will examine the role of a set of unique, non-repeat piRNAs whose functions during mouse germ cell development are unknown. Overall, this proposal aims to use interdisciplinary approaches in uncovering the epigenetic role of nuclear germline small RNAs.
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