Esplorando l’organizzazione nucleare con il progetto GRADMAP

Emily Georgiades, Postdoc nel Bienko Group (Genomica), ha ottenuto una prestigiosa Marie Skłodowska-Curie Actions Postdoctoral Fellowship dall’Unione Europea per il suo progetto “GRADMAP: Mappatura multidimensionale dei fattori di trascrizione specifici di linea nel tempo e nello spazio”. Il finanziamento coprirà un periodo di due anni per un totale di 193.643 euro.

Combinando tecnologie avanzate di genomica e imaging, Emily mira a creare il primo atlante dettagliato di come i fattori di trascrizione siano organizzati nel nucleo cellulare durante la differenziazione delle cellule del sangue. Il suo lavoro promette di fare luce sui meccanismi che guidano le decisioni sul destino cellulare e di fornire informazioni preziose su malattie come il cancro.

Emily, puoi spiegare l’obiettivo principale del progetto?

Il progetto mira a comprendere come i fattori di trascrizione (TF) e il DNA siano disposti all’interno del nucleo cellulare in 3D e come questa organizzazione influenzi quali geni vengano attivati o spenti durante la differenziazione cellulare. Combinando metodi avanzati di genomica e imaging, voglio creare la prima “mappa” dettagliata dell’organizzazione spaziale dei TF legati alla cromatina nelle linee cellulari del sangue, con particolare attenzione all’assetto dei TF lungo l’asse periferia-centro del nucleo.

Quando prevedi di ottenere i primi risultati?

I primi risultati sono attesi entro i primi 9-12 mesi. Il lavoro iniziale consisterà nel generare e conservare popolazioni cellulari e produrre le prime mappe genome-wide della radialità della cromatina e del legame dei fattori di trascrizione.

Chi sono i tuoi collaboratori nel progetto?

Collaborerò strettamente con altri membri del Bienko Group esperti nella tecnologia GPSeq, così come con altri gruppi di ricerca di Human Technopole, tra cui Domínguez-Conde (differenziazione ematopoietica), Carninci, Calviello e Legnini (tecnologie RNA). All’esterno, lavorerò con membri del nostro laboratorio gemello al Karolinska Institute e con il laboratorio Jachowicz all’IMBA di Vienna, che forniscono expertise in modellizzazione computazionale e mappatura RNA.

Quale impatto speri di ottenere con questo progetto?

Spero che questo progetto apra la strada a un nuovo modo di pensare alla regolazione genica, mostrando come l’organizzazione nucleare 3D dei TF influenzi il destino cellulare. I dataset, gli strumenti e i metodi saranno condivisi apertamente, supportando altri ricercatori e creando le basi per future applicazioni in ambiti come la biologia del cancro.

Come può questo progetto migliorare la ricerca sulla salute umana e sulle malattie?

La differenziazione cellulare spesso si altera in malattie come il cancro. Comprendendo come TF e cromatina siano organizzati spazialmente per regolare il destino cellulare, questo progetto potrebbe fornire nuove informazioni sui meccanismi delle malattie e suggerire nuovi approcci terapeutici.

In che modo questo progetto avanza il tuo campo di ricerca? Ci sono trend più ampi a cui si collega?

Il progetto avanza la biologia del genoma aggiungendo la dimensione radiale 3D alla nostra comprensione del legame dei TF e della regolazione genica, un aspetto finora inesplorato. Si collega ai trend più ampi di integrazione di dataset multi-omici e allo sviluppo di approcci di genomica spaziale per comprendere l’identità cellulare e le malattie.

Quali sono gli aspetti più interessanti o entusiasmanti del progetto?

Sono entusiasta di questa fellowship perché offre l’opportunità di esplorare territori inesplorati nella regolazione genica usando tecnologie all’avanguardia in un ambiente altamente collaborativo. Creare un atlante pionieristico dell’organizzazione radiale dei TF e collegarlo alla trascrizione non solo alimenta la mia curiosità scientifica, ma è anche profondamente gratificante, poiché spero che queste scoperte diventino una risorsa preziosa per future ricerche.

Quali sono le principali sfide o difficoltà e come pensi di superarle?

Una sfida chiave sarà integrare dataset multi-omici grandi e complessi per ottenere intuizioni biologiche significative. Per affrontarla, utilizzerò pipeline consolidate, collaborerò con esperti computazionali e convaliderò i risultati con approcci complementari di imaging e sperimentali.

Come si collega questo progetto ai tuoi lavori precedenti? Ci sono storie interessanti su come è iniziata questa ricerca?

Sono sempre stata affascinata dal processo di differenziazione: come le cellule, pur condividendo lo stesso “manuale di istruzioni” (DNA), possano interpretarlo in modi diversi per diventare tipi cellulari altamente specializzati. Durante il mio dottorato, ho studiato il ruolo della cohesina nel modellare strutture genomiche 3D specifiche dei tessuti, che avvicinano enhancer e promotori durante l’eritropoiesi. In questo progetto, combino quelle esperienze con la tecnica GPSeq, sviluppata dal Bienko Group, che ha rivelato come la cromatina sia organizzata radialmente. Questa fellowship estende queste intuizioni alla differenziazione delle linee cellulari, ispirata da osservazioni preliminari che suggeriscono come anche i TF possano seguire schemi radiali.

Cosa ti ha ispirato a intraprendere questa direzione di ricerca?

L’ispirazione è nata da osservazioni iniziali del Bienko Group: i TF non sono distribuiti casualmente nel nucleo, ma possono seguire gradienti radiali legati alla loro funzione. Questo ha suggerito un livello completamente nuovo di regolazione genica, motivandomi a sviluppare uno studio sistematico della radialità dei TF e del suo impatto sulla differenziazione.

Quali sono i principali step nello sviluppo del progetto?

Il progetto è suddiviso in tre fasi principali:

• Mappare il paesaggio genomico 3D durante la biforcazione delle linee cellulari del sangue;
• Caratterizzare il legame dei TF e la loro organizzazione radiale;
• Integrare dati multi-omici per collegare l’organizzazione spaziale dei TF all’espressione genica.

Queste fasi sono supportate da attività di formazione, comunicazione e disseminazione.

Finanziato dall’Unione Europea (Horizon Europe MSCA GRADMAP, GA n. 101207874). Le opinioni espresse sono tuttavia esclusivamente quelle dell’autore/degli autori e non riflettono necessariamente quelle dell’Unione Europea o dell’Agenzia Esecutiva Europea per la Ricerca. Né l’Unione Europea né l’ente erogatore possono essere ritenuti responsabili per esse.