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Genome protection by germline small RNAs: Biogenesis mechanisms

English title Genome protection by germline small RNAs: Biogenesis mechanisms
Applicant Pillai Ramesh S.
Number 185386
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Département de Biologie Moléculaire Faculté des Sciences Université de Genève
Institution of higher education University of Geneva - GE
Main discipline Molecular Biology
Start/End 01.06.2019 - 31.05.2022
Approved amount 700'560.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Molecular Biology
Biochemistry

Keywords (4)

piRNA; epigenetics; Germline; biogenesis

Lay Summary (French)

Lead
Notre génome héberge des séquences issues d'éléments mobiles appelés transposons. La plupart d'entre elles sont des copies inactives, mais quelques-unes sont capables de se déplacer dans le génome, avec le potentiel de menacer l'intégrité du génome. Cette proposition examine comment une voie de protection du génome basée sur l'ARN de petite taille et hautement conservée est construite et mise en place dans des cellules germinales animales.
Lay summary

Les lignées germinales animales utilisent de petits ARN appelés piARN (ARN interagissant avec Piwi) pour supprimer les éléments transposables. Leur activité est essentielle à la fertilité chez la plupart des animaux étudiés. La voie menant à la production de ces petits ARN est toujours un domaine de recherche actif. Nous ne comprenons toujours pas combien de temps les ARN précurseurs seront sélectionnés comme substrats pour la génération de piARN. Nous ne connaissons pas non plus le facteur responsable de cette reconnaissance.

Dans la première phase, nous utiliserons une bibliothèque de séquences d'ARN pour voir si l'une d'entre elles peut définir l'identité du précurseur. Dans une seconde phase, nous utiliserons la purification de complexes endogènes pour identifier les facteurs responsables de la biogenèse des piARN. Ceci sera suivi par des études structurelles et biochimiques.

Ce projet devrait fournir des informations moléculaires importantes sur la biogenèse des piRNA.

Direct link to Lay Summary Last update: 29.03.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
166575 Genome protection by germline small RNAs 01.06.2016 Project funding (Div. I-III)
166575 Genome protection by germline small RNAs 01.06.2016 Project funding (Div. I-III)

Abstract

PIWI-interacting RNAs (piRNAs) are germline small RNAs that guide their associated PIWI proteins to mediate silencing of transposable elements, thereby ensuring fertility in animals. Biogenesis of piRNAs is poorly understood and this proposal aims to shed molecular understanding on this topic. It will aim to identify how the mouse and fly germlines make the first set of piRNAs de novo (primary processing). Once made, how they can further tirgger generation of additional secondary piRNAs will also be examined. Several biogenesis factors have been implicated in this pathway over the last decade, but how they all work together is not clear. This proposal will aim to apply point mutations in key factors to trap intermediates to understand this processing in vivo in mouse and fly models. It will use single cell piRNA sequencing to study whether piRNA biogenesis is a sequence-directed event or it is largely stochastic. Further it will apply proximity-ligation methods using mouse models for in vivo capture of transient interaction partners, immunoprecipitations and functional genetic interactions using yeast 2-hybrid to uncover how the piRNAs can mediate silencing in vivo. Finally, artificial reporters will be constructed using transgenic mouse lines to track mobility of endogenous transposons and to study transcriptional silencing by the piRNA pathway. This proposal aims to continue the gains made in the previous grant application and expand it further to provide a deep molecular understanding of how germlines construct and use small RNAs to control transposable elements resident in animal genomes.
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