SYSTEMS BIOLOGY APPROACHES TO UNDERSTAND THE ROLE OF MYB TRANSCRIPTION FACTORS IN THE REGULATORY NETWORKS OF THE SECONDARY METABOLISM OF FLESHY FRUITS (Q3193883)
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Project Q3193883 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | SYSTEMS BIOLOGY APPROACHES TO UNDERSTAND THE ROLE OF MYB TRANSCRIPTION FACTORS IN THE REGULATORY NETWORKS OF THE SECONDARY METABOLISM OF FLESHY FRUITS |
Project Q3193883 in Spain |
Statements
63,525.0 Euro
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127,050.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2019
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31 December 2021
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UNIVERSIDAD DE VALENCIA
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39°30'14.11"N, 0°26'31.56"W
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46190
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LAS PLANTAS FABRICAN METABOLITOS SECUNDARIOS ESPECIALIZADOS QUE AYUDAN EN LA INTERACCION Y SUPERVIVENCIA CON SU ENTORNO. ESTOS COMPUESTOS INFLUYEN EN LA CALIDAD DE LOS ALIMENTOS, CONSTITUYEN UNA FUENTE DE BENEFICIOS PARA LA SALUD HUMANA Y REPRESENTAN LOS COMPONENTES PARA EL DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS FARMACEUTICOS. SIN EMBARGO, YA PESAR DE SU IMPORTANCIA, ESTAN LIMITADOS EN SU OCURRENCIA Y RESTRINGIDOS DE MANERA TEMPORAL Y ESPACIAL. EN PARTICULAR, LOS PROCESOS QUE CONTROLAN EL METABOLISMO SECUNDARIO EN FRUTOS CARNOSOS SON EN GRAN PARTE DESCONOCIDOS Y REPRESENTAN UN ENORME POTENCIAL PARA EL SECTOR DE LA AGROINDUSTRIA. EL PROYECTO QUE PROPONEMOS CONTRIBUYE A ESTE CONOCIMIENTO AL INTENTAR DESCIFRAR LAS REDES REGULADORAS DE LAS VIAS FENILPROPANOIDE E ISOPRENOIDES. EL NUCLEO DE ESTE PROYECTO SE BASA EN LA INTEGRACION DE TECNICAS MULTI-OMICAS Y HERRAMIENTAS DE BIOLOGIA DE SISTEMAS PARA DETERMINAR COMO LOS FACTORES DE TRANSCRIPCION (FTS) CONTROLAN CADA UNA DE ESTAS VIAS. COMO SISTEMAS MODELO, PROPONEMOS EL USO DE FRUTOS DE TOMATE Y VID, YA QUE I) SON DOS CULTIVOS FRUTALES DE IMPORTANCIA ECONOMICA, II) AMBOS CONSTITUYEN UNA BUENA FUENTE DE METABOLITOS SECUNDARIOS Y III) SE ESTA GENERANDO CONTINUAMENTE UNA CANTIDAD CRECIENTE DE DATOS OMICOS PARA ESTAS DOS ESPECIES. PROPONEMOS QUE LOS PROCESOS REGULATORIOS QUE GOBIERNAN LA ACUMULACION DE METABOLITOS SECUNDARIOS PUEDEN ESTUDIARSE DIRECTAMENTE INTEGRANDO ANALISIS QUE DESCRIBAN LA OCUPACION DE FTS EN EL GENOMA, LA CO-EXPRESION Y LAS RESPUESTAS TRANSCRIPTOMICAS A LA ACTIVACION DE UN FT Y LA CUANTIFICACION DE METABOLITOS. DE ESTA MANERA NUESTRO PRIMER OBJETIVO TIENE UNA BASE FUNDACIONAL, QUE SE DESARROLLA EN LA CARACTERIZACION DE LA FAMILIA R2R3-MYB (LA MAYOR FAMILIA DE FTS CONOCIDA EN PLANTAS), UTILIZANDO DEP-SEQ, UN METODO RECIENTEMENTE DESARROLLADO. EL SEGUNDO Y EL TERCER OBJETIVO CONTRIBUIRAN A DILUCIDAR EL PAPEL DE UN SUBGRUPO PARTICULAR DE ESTA FAMILIA EN LA REGULACION DE LA VIA ISOPRENOIDE DURANTE EL DESARROLLO Y LA MADURACION DEL FRUTO. AL TRANSFERIR NUESTRO CONOCIMIENTO EN LAS CARACTERIZACIONES DE MYBS DE VID A TOMATE, PODREMOS APROVECHAR TODAS LAS TECNICAS DISPONIBLES PARA ESTA ESPECIE (POR EJEMPLO, LA TRANSFORMACION GENETICA), QUE DE OTRA MANERA SON MUY DIFICILES Y CONSUMEN MUCHO TIEMPO PARA EJECUTARSE EN LA VID. ESTA PROPUESTA REPRESENTA EL PRIMER PASO DEL PI PARA ESTABLECER Y CONSOLIDAR UN GRUPO DE INVESTIGACION EN ORQUESTACION TRANSCRIPCIONAL DEL METABOLISMO ESTUDIADO A TRAVES DE LA BIOLOGIA DE SISTEMAS. EL PROYECTO PROPUESTO TIENE UN CARACTER INTERDISCIPLINARIO Y REPRESENTA UNA EXCELENTE OPORTUNIDAD FORMATIVA PARA ESTUDIANTES DE POSGRADO (SE CONTEMPLA Y SOLICITA UNA AYUDA DOCTORAL). LOS FACTORES DE TRANSCRIPCION COMPRENDEN UN CASO DE ESTUDIO ADECUADO PARA ABORDAR EL COMPORTAMIENTO DE MODULOS EN REDES YA QUE EXHIBEN GRAN CANTIDAD DE INTERACCIONES PROTEINA-PROTEINA/ADN, DANDO FORMA A PROCESOS REGULADORES COMPLEJOS. EN ESTE SENTIDO, EL PROYECTO TIENE POTENCIAL PARA IDENTIFICAR FORMAS DE MEJORAR LOS CONTENIDOS NUTRICIONALES EN LOS ALIMENTOS, MEDIANTE LA IDENTIFICACION DE LOS REGULADORES DE DICHOS RASGOS. ESTA PROPUESTA, A PESAR DE CORRESPONDER INICIALMENTE A CIENCIA BASICA, TAMBIEN ABORDA LOS DESAFIOS SOCIALES RELACIONADOS CON LOS CONTENIDOS NUTRICIONALES DE LOS ALIMENTOS DERIVADOS DE PLANTAS. COMPRENDER ESTOS MECANISMOS REPRESENTA UN RECURSO ESENCIAL PARA IMPACTAR EN LOS PROGRAMAS DE MEJORAMIENTO Y FAVORECER EL DESARROLLO DE ESTRATEGIAS PARA DISEÑAR ALIMENTOS MAS SALUDABLES. (Spanish)
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PLANTS MANUFACTURE SPECIALIZED METABOLITES THAT AID IN THE INTERACTION AND SURVIVAL WITH THEIR ENVIRONMENT. THESE COMPOUNDS, REFERRED AS ¿SECONDARY METABOLITES¿, INFLUENCE QUALITY TRAITS IN FOODS (SUCH AS COLOR, FLAVOR, TEXTURE AND AROMA), CONSTITUTE A RICH SOURCE OF BENEFITS TOWARDS HUMAN HEALTH AND REPRESENT THE BUILDING BLOCKS FOR THE DEVELOPMENT OF NOVEL PHARMACEUTICALS. HOWEVER, AND DESPITE THEIR IMPORTANCE, THEY ARE LIMITED IN OCCURRENCE AND RESTRICTED IN A TEMPORAL AND SPATIAL MANNER. IN PARTICULAR, THE PROCESSES CONTROLLING SECONDARY METABOLISM IN FLESHY FRUITS ARE LARGELY UNKNOWN AND REPRESENT AN ENORMOUS POTENTIAL FOR THE AGRO-INDUSTRY SECTOR. THE PROJECT THAT WE PROPOSE CONTRIBUTES IN THIS KNOWLEDGE BY DECIPHERING THE GENE REGULATORY NETWORKS OF TWO VERY IMPORTANT SECONDARY METABOLIC PATHWAYS: PHENYLPROPANOIDS AND ISOPRENOIDS. THE CORE OF THIS PROJECT IS BASED IN THE USE OF MULTI-OMICS APPROACHES AND SYSTEMS BIOLOGY TOOLS TO DETERMINE HOW TRANSCRIPTION FACTORS (TFS) CONTROL EACH ONE OF THESE PATHWAYS. AS MODEL SYSTEMS WE PROPOSE THE USE OF TOMATO AND GRAPEVINE, AS I) THEY ARE TWO ECONOMICALLY IMPORTANT FRUIT CROPS, II) BOTH CONSTITUTE A GOOD SOURCE OF SECONDARY METABOLITES AND III) AN INCREASING AMOUNT OF OMICS DATA ARE BEING CONTINUOUSLY GENERATED FOR THESE SPECIES. WE PROPOSE THAT THE REGULATORY PROCESSES THAT GOVERN THE ACCUMULATION OF SECONDARY METABOLITES CAN BE CAN BE STRAIGHTFORWARDLY STUDIED BY INTEGRATING GENOME-WIDE ANALYSES THAT ACCOUNT FOR TRANSCRIPTION FACTOR GENOME OCCUPANCY, CO-EXPRESSION, TRANSCRIPTOME RESPONSES TO TF ACTIVATION OR DEPLETION AND TARGETED QUANTIFICATION OF METABOLITES. BY THESE MEANS, OUR FIRST OBJECTIVE HAS A FOUNDATIONAL BASIS AS IT PAVES THE WAY IN THE CHARACTERIZATION OF THE R2R3-MYB FAMILY (THE BIGGEST TF FAMILY KNOWN IN PLANTS), BY USING DEP-SEQ, A RECENTLY DEVELOPED METHOD TO DETERMINE TF-BINDING LANDSCAPES. THE SECOND AND THIRD OBJECTIVES ARE MORE FOCUSED AND WILL CONTRIBUTE IN ELUCIDATING THE ROLE OF A PARTICULAR SUBGROUP OF THIS FAMILY IN THE REGULATION OF THE ISOPRENOID PATHWAY DURING FRUIT DEVELOPMENT AND RIPENING. BY TRANSFERRING OUR KNOWLEDGE OF MYB CHARACTERIZATIONS FROM GRAPE TO TOMATO, WE WILL BE ABLE TO TAKE ADVANTAGE OF ALL THE TECHNIQUES AVAILABLE FOR THIS SPECIES (E.G. GENETIC TRANSFORMATION) THAT OTHERWISE ARE VERY DIFFICULT AND TIME-CONSUMING IN GRAPEVINE. THIS PROPOSAL REPRESENTS THE FIRST STEP OF THE PI IN ESTABLISHING AND CONSOLIDATING A RESEARCH GROUP IN TRANSCRIPTIONAL ORCHESTRATION OF METABOLISM STUDIED THROUGH SYSTEMS BIOLOGY. THE PROPOSED PROJECT HAS AN INTERDISCIPLINARY NATURE REPRESENTING AN EXCELLENT FORMATIVE OPPORTUNITY FOR GRADUATE STUDENTS (A DOCTORAL GRANT IS SOLICITED ALONG THIS PROPOSAL). TRANSCRIPTION FACTORS (TFS) COMPRISE A SUITABLE CASE OF STUDY FOR ADDRESSING THE BEHAVIOR OF MODULES IN NETWORKS AS THEY EXHIBIT PLETHORA OF PROTEIN-PROTEIN AND PROTEIN-DNA INTERACTIONS, SHAPING COMPLEX REGULATORY PROCESSES. IN THIS SENSE, THE PROJECT HAS POTENTIAL FOR IDENTIFYING WAYS TO IMPROVE NUTRITIONAL CONTENTS IN FOODS, BY IDENTIFYING THE REGULATORS OF SUCH TRAITS. THIS PROPOSAL, DESPITE CORRESPONDS INITIALLY TO BASIC SCIENCE, IT ALSO ADDRESSES SOCIETAL CHALLENGES RELATED TO THE NUTRITIONAL CONTENTS OF PLANT-DERIVED FOODS. UNDERSTANDING THESE MECHANISMS REPRESENTS AN ESSENTIAL RESOURCE FOR IMPACTING BREEDING PROGRAMS AND FAVORING THE DEVELOPMENT OF STRATEGIES FOR ENGINEERING HEALTHIER FOODS. (English)
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LES PLANTES FABRIQUENT DES MÉTABOLITES SECONDAIRES SPÉCIALISÉS QUI AIDENT À L’INTERACTION ET À LA SURVIE AVEC LEUR ENVIRONNEMENT. CES COMPOSÉS INFLUENCENT LA QUALITÉ DES ALIMENTS, CONSTITUENT UNE SOURCE D’AVANTAGES POUR LA SANTÉ HUMAINE ET REPRÉSENTENT LES COMPOSANTES DU DÉVELOPPEMENT DE NOUVEAUX PRODUITS PHARMACEUTIQUES. CEPENDANT, MALGRÉ LEUR IMPORTANCE, ILS SONT LIMITÉS DANS LEUR OCCURRENCE ET LIMITÉS D’UNE MANIÈRE TEMPORELLE ET SPATIALE. EN PARTICULIER, LES PROCESSUS QUI CONTRÔLENT LE MÉTABOLISME SECONDAIRE DES FRUITS CHARNUS SONT LARGEMENT INCONNUS ET REPRÉSENTENT UN ÉNORME POTENTIEL POUR LE SECTEUR AGRO-INDUSTRIEL. LE PROJET QUE NOUS PROPOSONS CONTRIBUE À CETTE CONNAISSANCE EN ESSAYANT DE DÉCHIFFRER LES RÉSEAUX DE RÉGULATION DES VOIES PHÉNYLPROPANOÏDES ET ISOPRÉNOÏDES. LE NOYAU DE CE PROJET EST BASÉ SUR L’INTÉGRATION DE TECHNIQUES MULTI-OMIAL ET D’OUTILS DE BIOLOGIE DES SYSTÈMES POUR DÉTERMINER COMMENT LES FACTEURS DE TRANSCRIPTION (FTS) CONTRÔLENT CHACUNE DE CES VOIES. EN TANT QUE SYSTÈMES MODÈLES, NOUS PROPOSONS L’UTILISATION DE TOMATES ET DE FRUITS DE VIGNE, PUISQUE I) SONT DEUX CULTURES FRUITIÈRES D’IMPORTANCE ÉCONOMIQUE, II) TOUTES DEUX CONSTITUENT UNE BONNE SOURCE DE MÉTABOLITES SECONDAIRES ET III) GÉNÈRENT CONTINUELLEMENT UNE QUANTITÉ CROISSANTE DE DONNÉES OMIQUES POUR CES DEUX ESPÈCES. NOUS PROPOSONS QUE LES PROCESSUS RÉGLEMENTAIRES QUI RÉGISSENT L’ACCUMULATION DE MÉTABOLITES SECONDAIRES PUISSENT ÊTRE ÉTUDIÉS DIRECTEMENT EN INTÉGRANT L’ANALYSE QUI DÉCRIT L’OCCUPATION DU FTS DANS LE GÉNOME, LA CO-EXPRESSION ET LES RÉPONSES TRANSCRIPTOMICAS À L’ACTIVATION D’UN FT ET À LA QUANTIFICATION DES MÉTABOLITES. DE CETTE FAÇON, NOTRE PREMIER OBJECTIF A UNE FONDATION FONDAMENTALE, QUI SE DÉVELOPPE DANS LA CARACTÉRISATION DE LA FAMILLE R2R3-MYB (LA PLUS GRANDE FAMILLE DE FTS CONNUE DANS LES PLANTES), EN UTILISANT DEP-SEQ, UNE MÉTHODE NOUVELLEMENT DÉVELOPPÉE. LES DEUXIÈME ET TROISIÈME OBJECTIFS CONTRIBUERONT À CLARIFIER LE RÔLE D’UN SOUS-GROUPE PARTICULIER DE CETTE FAMILLE DANS LA RÉGULATION DE L’ISOPRÉNOÏDE VIA LORS DU DÉVELOPPEMENT ET DE LA MATURATION DU FRUIT. EN TRANSFÉRANT NOS CONNAISSANCES SUR LES CARACTÉRISATIONS MYBS DE LA VIGNE À LA TOMATE, NOUS SERONS EN MESURE DE TIRER PARTI DE TOUTES LES TECHNIQUES DISPONIBLES À CETTE ESPÈCE (TRANSFORMATION GÉNÉTIQUE E.G.), QUI SONT AUTREMENT TRÈS DIFFICILES ET CHRONOPHAGES À EXÉCUTER SUR LA VIGNE. CETTE PROPOSITION REPRÉSENTE LA PREMIÈRE ÉTAPE DE LA PI POUR ÉTABLIR ET CONSOLIDER UN GROUPE DE RECHERCHE SUR L’ORCHESTRATION TRANSCRIPTIONNELLE DU MÉTABOLISME ÉTUDIÉ À TRAVERS LA BIOLOGIE DES SYSTÈMES. LE PROJET PROPOSÉ A UN CARACTÈRE INTERDISCIPLINAIRE ET REPRÉSENTE UNE EXCELLENTE OCCASION DE FORMATION POUR LES ÉTUDIANTS DES CYCLES SUPÉRIEURS (L’AIDE AU DOCTORAT EST ENVISAGÉE ET DEMANDÉE). LES FACTEURS DE TRANSCRIPTION COMPRENNENT UNE ÉTUDE DE CAS APPROPRIÉE POUR ABORDER LE COMPORTEMENT DES MODULES RÉSEAU, CAR ILS PRÉSENTENT UNE GRANDE QUANTITÉ D’INTERACTIONS PROTÉINES-PROTÉINES/ADN, CE QUI FAÇONNE DES PROCESSUS RÉGLEMENTAIRES COMPLEXES. EN CE SENS, LE PROJET A LE POTENTIEL D’IDENTIFIER DES MOYENS D’AMÉLIORER LES CONTENUS NUTRITIONNELS DANS LES ALIMENTS, EN IDENTIFIANT LES RÉGULATEURS DE CES TRAITS. CETTE PROPOSITION, BIEN QU’ELLE CORRESPONDE INITIALEMENT À LA SCIENCE FONDAMENTALE, ABORDE ÉGALEMENT LES DÉFIS SOCIAUX LIÉS AU CONTENU NUTRITIONNEL DES ALIMENTS D’ORIGINE VÉGÉTALE. LA COMPRÉHENSION DE CES MÉCANISMES EST UNE RESSOURCE ESSENTIELLE POUR INFLUER SUR LES PROGRAMMES D’AMÉLIORATION ET PROMOUVOIR L’ÉLABORATION DE STRATÉGIES VISANT À CONCEVOIR DES ALIMENTS PLUS SAINS. (French)
4 December 2021
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Paterna
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Identifiers
PGC2018-099449-A-I00
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