Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

The nutritional regulation of cellular quiescence in animals

Alternativ tittel: Den ernæringsmessige reguleringen av cellulær quiescence i dyr

Tildelt: kr 7,9 mill.

Hos de fleste dyr så er det inntaket av mat som bestemmer vekt og celledelingsraten. Når det blir tomt for mat så stopper cellene å dele seg og de går inn i en tilstand som kalles ‘quiescence’ (ro). Dette er en tilstand der cellene har redusert cellulær og metabolsk aktivitet. Når man så spiser igjen så blir cellene reaktivert og de starter å dele seg igjen. Hvordan nivået av næring kontrollerer og induserer cellulær quiescence eller gjenopptakelse av cellesyklus vet vi lite om. NutriQui prosjektet sitt mål er å studere hvordan enkle cellulære aktiviteter, genutrykking og genomets organisering endrer seg mellom quiescence og celledeling i en sjøanemone. Studien vil gi en rikere molekylær og cellulær forståelse av quiescence og hvordan den blir regulert av tilgangen på næringsstoffer. Å forske på hvordan næringsstoffer regulerer vekst i dyr og celledeling har vært vanskelig. Dette er fordi vekst hos mennesker og de fleste genetiske modellorganismer er uavhengig av inntaket av mat. I kontrast så reagerer veksten til sjøanemoner sterkt på tilgangen på mat: Sult induserer quiescence og krymping av kroppen, når de så spiser igjen leder det til at celledeling starter igjen og kroppen vokser. Sjøanemoner er derfor et kraftfullt genetisk forskningssystem som NutriQui bruker for å karakterisere cellulære, molekylære og genomiske endringer gjennom foringsindusert gjenopptakelse av cellesyklus og vekst. Dette prosjektet vil gi ny innsikt i cellulær quiescence som en fundamental, men lite forstått prosess. Denne prosessen er underliggende for mange dyrs (for eksempel fisk, krabber, muslinger) evne til å fleksibelt kontrollere vekst basert på tilgjengelige ressurser. Denne evnen er basisen for høy kroppsplastisitet og livslang vekst i mange dyr. I tillegg så vil prosjektet gi økt forståelse om hvordan quiescence som en cellulær tilstand er underliggende i terapeutiske utfordringer sånn som antibiotikaresistente patogener, eller hvordan kreftstamceller unngår kjemoterapi.

Many animals (e.g. marine fish, molluscs, crustaceans) can grow indeterminately by cell proliferation throughout life. Their adult size is thus largely dependent on food availability. Proliferating cells in these animals can therefore often reversibly arrest ('cellular quiescence') depending on nutrient availability, as seen in many unicellular organisms (e.g. yeast). Most common genetic model organisms (e.g. mammals, insects), however, have a determined adult body size with only few tissues able to adapt their size to nutrient availability (e.g. fat tissue, skin). Due to these limitations, the nutritional control of animal proliferation and quiescence is not well understood. In contrast, the sea anemone Nematostella vectensis shows extreme, nutrient-dependent body and cell cycle plasticity. While fed polyps present high growth and cell proliferation rates, starvation leads to rapid, widespread cell cycle arrest and body shrinkage. This genetically tractable animal will therefore be highly informative to understand the link between nutrient availability and cellular quiescence. Our main objective is thus to characterise the cellular, transcriptional and epigenetic changes occurring during feeding-induced cell cycle re-entry. We will study how starvation duration affects quiescence exit rates by characterising the (i) chronology and (ii) functional hierarchies between key cellular processes such as global transcription and translation, lysosomal activity, Tor signalling activity or cell size changes. In addition, we will explore changes in transcriptome composition and chromatin accessibility between quiescence depths using a combination of bulk & single-cell RNA sequencing as well as ATAC-Seq. Overall, the project will provide fundamentally new insights into nutritional regulation as a basic but widely ignored aspect of animal cell cycle and growth control.

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Finansieringskilder