Centre for Embryology and Healthy Development (CRESCO)

Noen av de mest avgjørende hendelsene i en organismes liv skjer under befruktningen og i de aller tidligste stadiene av embryoutvikling. Disse hendelsene omfatter modning av kjønnsceller, befruktning og aktivering av gener. Genetisk reprogrammering er en forutsetning for befruktning og embryoutvikling. Til tross for at genetisk reprogrammering er konservert gjennom evolusjonen er den assosiert med genetiske feil som resulterer i en høy frekvens av spontanaborter og medfødte sykdommer. I senteret (Senter for Embryologi: CRESCO) vil vi bruke ny teknologi for å studere genetisk reprogrammering i detalj i enkeltceller. Vi vil blant annet undersøke genetisk stabilitet og genetisk reprogrammering i eggceller som utvikles og befruktes, samt i preimplantasjonsembryo. Et overordnet mål er å forstå hvilke endringer som er avgjørende for sunn utvikling av embryo og hvordan disse endringene er konservert eller varierer i et en-helse perspektiv. Vi studerer både humane celler og celler fra husdyr. Mekanismene for genetisk reprogrammering som studeres i senteret kalles ofte epigenetiske mekanismer og refererer til kjemiske modifikasjoner på protein, DNA og RNA som påvirker genuttrykk uten å endre koden for et gen. Vi er spesielt interessert i å identifisere gener som er avgjørende for en sunn utvikling av et embryo. Undersøkelser av husdyr vil tilføre studiene en ny dimensjon da det i Norge har vært en svært vellykket avl av blant annet Norsk storfe og gris som er verdensledende på fertilitet og helse. Senteret vil også fokusere på å utvikle ny teknologi for enkeltceller med bruk av nanopartikler og bio-nanomaskiner. Hovedmålet er å identifisere mekanismer som har betydning for å forstå og forebygge defekter under embryoutvikling. De som arbeider i CRESCO har komplementær ekspertise fra forskning på proteinkjemi, nanoteknologi, DNA-reparasjon, epigenetisk reprogrammering, enkelscellestudier, embryoutvikling, samt arbeid med husdyravl og i fertilitetsklinikk.

Some of the most profound events in the life of an organism, with far-reaching consequences for development and health, happen during the very early stages of existence. These include completion of meiosis, merging of parental genomes at fertilization, and reprogramming of chromatin during early embryo development. Despite its evolutionary conservation, conception is associated with chromosome errors and an unexpectedly high frequency of pregnancy loss and congenital disorders. In CRESCO, we propose to use cutting-edge technology to study in exquisite detail the roles of dynamic and reversible epigenetic and epitranscriptomic modifications in oocyte and the early embryo, including their functions in genome stability, chromosome segregation and retrotransposon activity. An overarching goal is to understand the role of epigenetic and epitranscriptomic information in the passing of life from one generation to the next in the One Health perspective. We will design gene-targeted models and use single-cell and single-nucleotide resolution analysis to gain precise information on novel and known epigenetic and epitranscriptomic modifications required for maintaining chromosomal homeostasis during reprogramming of the oocyte and the early embryo. Candidate factors identified will be pursued to understand their roles in healthy human and livestock embryo development. Livestock will add a crucial dimension, especially as the breeding focus for several decades has resulted in Norwegian cattle and swine being world-leaders in reproductive efficacy. We envision technological breakthroughs: stepping beyond genetic selection of human preimplantation embryos and animals, we set to discover pathways that effect germline and embryonic defects to improve human and livestock health. CRESCO combine complementary expertise on epigenetic and epitranscriptomic modifications, DNA repair and genome (in)stability, single-cell and single-nucleotide analysis, embryology and healthy development.