ANR-NSF (Physique du vivant) - Appel à projets générique 2022 - NSF Lead Agency

Précision de la régulation génique collective, distribuée et dynamique – DISTANT

Résumé de soumission

Résumé : L'élucidation quantitative de la façon dont l'expression des protéines est régulée avec une grande précision, et comment et pourquoi elle peut échouer, est importante pour comprendre la biologie fondamentale du développement de l'organisme, ainsi que la genèse de nombreuses maladies. Dans le contexte du développement, cette précision conduit à des limites entre les différents types de cellules dans un embryon résolues jusqu'à la largeur d'une seule cellule. Des expériences récentes soulignent le rôle de plusieurs amplificateurs, dont certains sont éloignés du site d'initiation de la transcription, ouvrant la question de savoir comment l'information de ces capteurs moléculaires s'intègre dans l'espace et le temps, et quels sont les avantages et les inconvénients de telles détection distribuée dans la régulation des gènes. Comment les cellules atteignent la précision d'expression des protéines nécessaire face au bruit biochimique, quelle est l'importance des profils dynamiques des morphogènes, de plusieurs morphogènes en interaction et de la détection spatialement distribuée à différents emplacements génomiques, restent des questions ouvertes, qui sont au centre de ce projet. Notre objectif est de construire des modèles théoriques et informatiques pour comprendre les limites physiques que les architectures moléculaires imposent à la précision et à la vitesse de régulation.

Mérite intellectuel : Nous développerons une théorie analytique et computationnelle prédictive du rôle des interactions dynamiques et spatialement étendues entre plusieurs amplificateurs, plusieurs facteurs de transcription et plusieurs promoteurs pour une régulation précise des gènes dans le développement eucaryote. Nous utiliserons le développement précoce des mouches comme exemple concret, motivé par de grandes quantités de données existantes et notre relation existante avec les expérimentateurs. La théorie abordera le rôle de plusieurs amplificateurs proximaux et distaux, caractérisera les effets de la diaphonie entre divers amplificateurs, promoteurs et TF sur la précision de la régulation des gènes, et élucidera les contraintes que la nature dynamique du processus de développement impose aux implémentations moléculaires. de hubs transcriptionnels.

Impact plus large : ce projet soutiendra et administrera la participation de stagiaires basés aux États-Unis à l'école d'été 2021 des Houches en biophysique, formera les femmes et les minorités sous-représentées en biophysique théorique, et leur apportera une perspective internationale sur la science et la société, essentielle dans le monde moderne .

Coordination du projet

Aleksandra WALCZAK (Laboratoire de physique de l'ENS)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Emory University
LPENS Laboratoire de physique de l'ENS

Aide de l'ANR 622 158 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2023 - 36 Mois

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