You are here

    • You are here:
    • Home > 20 million euros to unlock secrets of cell division and test ‘liquid crystal’ hypothesis

20 million euros to unlock secrets of cell division and test ‘liquid crystal’ hypothesis

NewsNEWS

05
Nov
Thu, 05/11/2020 - 12:02

20 million euros to unlock secrets of cell division and test ‘liquid crystal’ hypothesis

Pictured: Thomas Surrey (left) and Vivek Malhotra (right), both recipients of a 2020 ERC Synergy Grant.

EN ESPAÑOL | EN CATALÀ

Researchers at the Centre for Genomic Regulation (CRG) in Barcelona are part of two international consortia that will receive 20 million euros to pursue two radical ideas in cell biology.

The CRG’s Vivek Malhotra and Thomas Surrey have been awarded one ERC Synergy Grant each, funding designed to tackle some of the world’s most formidable research problems.

Vivek Malhotra, Coordinator of the Cell & Developmental Biology Programme at the CRG, will form part of a research group coordinated by the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) with participation from University College London and the Universidad Complutense de Madrid.

One third of all proteins encoded in the human genome are sorted and transported through a series of attached membrane-enclosed compartments called the Endoplasmic reticiulum and Golgi system. Despite components fluidly interchanging within the system, it remains stable and elastic, like a stretched spring always returning to its original state. How these compartments are built and organised spatially to order the direction of protein secretion remains an unanswered question. 

For 50 years researchers have believed that membrane compartments reproduce from pre-existing compartments through expanding and dividing like the cell itself. The recent discovery that some proteins self-organize into liquid-like droplets casts these facts in a new light. Researchers will test their hypothesis that the ER/Golgi system is fundamentally a liquid with a phase‐separated internal organization. The researcher plan to synthesise the ER/Golgi system from pure proteins that have the properties to form liquid condensates in vitro and in intact cells.  

“What was previously an unorthodox line of thinking is now tenable. If we confirm our hypothesis, it will literally rewrite the history of cell biology,” says Vivek Malhotra, ICREA Research Professor and Coordinator of the Cell & Developmental Biology Programme at the CRG. “Catalonia is rapidly being recognized as the global centre for cell and tissue biology, and this funding is a testament to that.”

Thomas Surrey, Group Leader at the CRG, will form part of another research group coordinated by the Max Planck Institute of Molecular Physiology in Dortmund with participation from the Sainsbury Laboratory at the University of Cambridge.

The group will study one of the most fundamental processes in life – cell division. When a cell divides, it must go through a radical and dramatic transformation before it splits. Chromosomes are duplicated, rearranged and aligned in a very particular manner before they are pulled into the two daughter cells. Despite this mechanism being at the heart of biology, it is still poorly understood. The group have set the extraordinarily ambitious goal of unravelling this interplay by re-engineering it in vitro and by modelling it in silico.

“By rebuilding the machine that segregates the genetic material during cell division in the test tube and in the computer, we will reveal how biochemistry and mechanics work together to drive a key process of life.”, says Thomas Surrey, ICREA Research Professor and Group Leader at the CRG. "Just like an engineer understands how an engine works, we aim to understand how the cell divides by putting back together the engine of division from its individual parts."

The funding announcement for two cell & tissue research projects at the CRG coincides with the inaugural seminar for Cell & Tissue Research In Catalonia (CATCAT), a new initiative kickstarted by Malhotra that brings together research groups from different institutes in Barcelona, focusing on understanding cellular and molecular mechanisms driving fundamental biological processes. 

Thirty-four research groups will receive 350 million euros in total to address some of the world’s most formidable research problems spanning multiple scientific disciplines. More than 440 proposals were submitted in this Synergy Grant call, making it one of the most competitive in ERC history. The funding helps groups of two to four outstanding researchers bring together complementary skills, knowledge and resources in one ambitious project. The ERC Synergy Grant scheme is part of the EU's research and innovation programme, Horizon 2020.

The grants, each worth around 10 million euro, will help create some 1,000 jobs for postdoctoral fellows, PhD students, and other staff in the grantees' research teams.

ABOUT THE CRG

The Centre for Genomic Regulation (CRG) is an international biomedical research institute of excellence, based in Barcelona. The mission of the CRG is to discover and advance knowledge for the benefit of society, public health and economic prosperity. Its interdisciplinary scientific team (over 400 scientists) is focused on understanding the complexity of life from the genome to the cell to a whole organism and its interaction with the environment. The CRG is part of The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) and it is a CERCA centre from the Government of Catalonia.


EN ESPAÑOL

20 millones de euros para desentrañar los secretos de la división celular y probar la hipótesis del "cristal líquido"

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG), en Barcelona, forman parte de dos consorcios internacionales que han recibido 20 millones de euros para estudiar dos ideas radicales en biología celular.

Vivek Malhotra y Thomas Surrey del CRG han recibido un ERC Synergy Grant cada uno, una ayuda diseñada para abordar algunos de los problemas científicos más formidables del mundo.

Vivek Malhotra, coordinador del Programa de Biología Celular y del Desarrollo del CRG, formará parte de un equipo de investigación coordinado por el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) con la participación del University College London y la Universidad Complutense de Madrid.

Un tercio de todas las proteínas codificadas por el genoma humano se clasifican y transportan a través de una serie de compartimentos adjuntos contenidos en membranas, denominados retículo endoplásmico y el aparato de Golgi (RE/Golgi). A pesar de que los componentes se intercambian fluidamente dentro del sistema, este permanece estable y elástico, como un muelle que siempre vuelve a su estado original. Cómo estos compartimentos se construyen y organizan espacialmente para ordenar la dirección de la secreción de proteínas continúa siendo una pregunta abierta.

En los últimos 50 años, los investigadores creían que los compartimentos de la membrana se reproducen a partir de compartimentos preexistentes al expandirse y dividirse como la propia célula. El reciente descubrimiento que indica que algunas proteínas se auto-organizan en gotitas líquidas arroja nueva luz sobre estos hechos. Los investigadores probarán su hipótesis de que el sistema RE/Golgi es fundamentalmente un líquido con una organización interna separada en fases. El grupo planea sintetizar el sistema RE/Golgi a partir de proteínas puras que tienen propiedades para formar condensados ​​líquidos in vitro y en células intactas.

“Lo que previamente se consideraba una línea de pensamiento poco ortodoxa, es ahora factible. Si confirmamos nuestra hipótesis, literalmente reescribiremos la historia de la biología celular”, dice Vivek Malhotra, profesor de investigación ICREA y coordinador del Programa de Biología Celular y del Desarrollo del CRG. “Esta financiación es un testimonio de que Cataluña se está posicionando rápidamente como el centro mundial de la biología celular y tisular”.

Thomas Surrey, jefe de grupo senior del CRG, formará parte de otro equipo de investigación coordinado por el Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Dortmund, con la participación del Laboratorio Sainsbury de la Universidad de Cambridge.

El equipo estudiará uno de los procesos más fundamentales de la vida: la división celular. Una célula debe pasar por una transformación radical y dramática antes de dividirse. Los cromosomas se duplican, reorganizan y alinean de una manera muy particular antes de trasladarse a cada una de las dos células resultantes. A pesar de que este es un mecanismo central en biología, todavía se conoce muy poco. El equipo se ha fijado el objetivo extraordinariamente ambicioso de desentrañar esta interacción rediseñándola in vitro y modelándola in silico.

“Mediante la reconstrucción de la máquina que segrega el material genético durante la división celular en un tubo de ensayo y en el ordenador, revelaremos cómo la bioquímica y la mecánica trabajan juntas para impulsar este proceso clave de la vida”, dice Thomas Surrey, profesor de investigación ICREA y jefe de grupo senior en el CRG. "De la misma forma que un ingeniero entiende cómo funciona un motor, nuestro objetivo es comprender cómo se divide la célula volviendo a armar el motor de división a partir de sus partes individuales".

El anuncio de concesión de financiación para estos dos proyectos de investigación sobre células y tejidos en el CRG coincide con el seminario inaugural de CATCAT (Cell & Tissue Research In Catalonia), una nueva iniciativa impulsada por Malhotra, que reúne a grupos de investigación de diferentes institutos de Barcelona, ​​centrada en la comprensión de los mecanismos celulares y moleculares que impulsan los procesos biológicos fundamentales.

Treinta y cuatro equipos de investigación recibirán 350 millones de euros en total para abordar algunos de los problemas de investigación más formidables del mundo que abarcan múltiples disciplinas científicas. Se recibieron más de 440 propuestas en esta convocatoria del ERC Synergy Grant, lo que la convierte en una de las más competitivas en la historia del ERC (Consejo Europeo de Investigación). La financiación ayuda a equipos de entre dos y cuatro investigadores destacados a unir sus competencias, conocimientos y recursos en un único y ambicioso proyecto. El esquema ERC Synergy Grant forma parte del programa de investigación e innovación de la UE Horizonte 2020.

Las ayudas, por valor de unos 10 millones de euros cada una, contribuirán a crear unos 1.000 puestos de trabajo para investigadores postdoctorales, estudiantes de doctorado y otro personal de los equipos de investigación receptores de dichas ayudas.

SOBRE EL CRG

El Centro de Regulación Genómica (CRG) es un centro internacional de investigación biomédica de excelencia, ubicado en Barcelona. Su misión es descubrir y promover el conocimiento en beneficio de la sociedad, la salud pública y la prosperidad económica. Su equipo científico interdisciplinar (de más de 400 miembros) está centrado en comprender la complejidad de la vida, desde el genoma hasta la célula y un organismo completo, y su interacción con el entorno. El CRG forma parte de The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) y es un centro CERCA de la Generalitat de Catalunya.


EN CATALÀ

20 milions d’euros per desxifrar el secrets de la divisió cel·lular i provar la hipòtesi del “cristall líquid”

Investigadors del Centre de Regulació Genòmica (CRG), a Barcelona, formen part de dos consorcis internacionals que han rebut 20 milions d’euros per estudiar dues idees radicals en biologia cel·lular.

Vivek Malhotra i Thomas Surrey del CRG han rebut un ERC Synergy Grant cadascun, un ajut dissenyat per a abordar alguns dels problemes científics més formidables del món.

Vivek Malhotra, coordinador del Programa de Biologia Cel·lular i del Desenvolupament del CRG, formarà part d’un equip de recerca coordinat pel Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), amb la participació de la University College London i la Universidad Complutense de Madrid.

Un terç de totes les proteïnes codificades pel genoma humà es classifiquen i transporten a través d’una sèrie de compartiments adjunts continguts en membranes, denominats reticle endoplasmàtic i aparell de Golgi (RE/Golgi). Tot i que els components s’intercanvien de manera fluida dins el sistema, l’aparell resta estable i elàstic, com una molla que sempre torna al seu estat original. Com aquests compartiments es construeixen i organitzen espacialment per ordenar la direcció de la secreció de proteïnes, continua essent una pregunta oberta.

En els darrers 50 anys, els científics creien que els compartiments de la membrana es reprodueixen a partir de compartiments preexistents, en expandir-se i dividir-se com la pròpia cèl·lula. El recent descobriment que indica que algunes proteïnes s’autoorganitzen en gotetes líquides aboca llum sobre aquests fets. Els investigadors provaran la seva hipòtesi que diu que el sistema RE/Golgi és fonamentalment un líquid amb una organització interna separada en fases. L’equip té previst sintetitzar el sistema RE/Golgi a partir de proteïnes pures que tenen propietats per a formar condensats líquids in vitro y en cèl·lules intactes.

“El que prèviament es considerava una línia de pensament poc ortodoxa, és ara factible. Si confirmem la nostra hipòtesi, literalment reescriurem la història de la biologia cel·lular”, diu Vivek Malhtora, professor d’investigació ICREA y coordinador del Programa de Biologia Cel·lular i del Desenvolupament del CRG. “Aquest finançament és un testimoni de què Catalunya s’està posicionant ràpidament com a centre mundial de la biologia cel·lular i tissular”.

Thomas Surrey, cap de grup sènior del CRG, formarà part d’un altre equip de recerca coordinat per l’Institut Max Planck de Fisiologia Molecular de Dortmund, amb la participació del Laboratori Sainsbury de la Universitat de Cambridge.

L’equip estudiarà un dels processos més fonamentals de la vida: la divisió cel·lular. Una cèl·lula ha de passar per una transformació radical i dramàtica abans de dividir-se. Els cromosomes es dupliquen, reorganitzen i alineen d’una manera molt particular abans de traslladar-se a cadascuna de les dues cèl·lules resultants. Tot i que aquest és un mecanisme central en biologia, encara es coneix molt poc. L’equip s’ha fixat l’objectiu extraordinàriament ambiciós de desxifrar aquesta interacció redissenyant-la in vitro i modelant-la in silico.

“Mitjançant la reconstrucció de la màquina que segrega el material genètic durant la divisió cel·lular en un tub d’assaig i a l’ordinador, revelarem com la bioquímica i la mecànica treballen juntes per impulsar aquest procés clau de la vida”, diu Thomas Surrey, professor d’investigació ICREA i cap de grup sènior al CRG. “De la mateixa manera que un enginyer entén com  funciona un motor, el nostre objectiu és comprendre com es divideix la cèl·lula tornant a muntar el motor de divisió a partir de les seves peces individuals”.

L’anunci de concessió de finançament per a aquests dos projectes de recerca sobre cèl·lules i teixits al CRG coincideix amb el seminari inaugural de CATCAT (Cell & Tissue Research In Catalonia), una iniciativa impulsada per Malhotra, que reuneix grups de recerca de diferents instituts de Barcelona, centrada en la comprensió dels mecanismes cel·lulars i moleculars que impulsen els processos biològics fonamentals.

Trenta-quatre equips de recerca rebran 350 milions d’euros en total per abordar alguns dels problemes de recerca més formidables del món que inclouen múltiples disciplines científiques. Es reberen més de 440 propostes en aquesta convocatòria de l’ERC Synergy Grant, fet que la converteix en una de les més competitives de la història de l’ERC (Consell Europeu de Recerca). El finançament ajuda a equips d’entre dos i quatre investigadors destacats a unir les seves competències, coneixements i recursos en un únic i ambiciós projecte. L’esquema ERC Synergy Grant forma part del programa de recerca i innovació de la UE Horitzó 2020.

Els ajuts, per valor d’uns 10 milions d’euros cadascun, contribuiran a crear uns 1.000 llocs de treball per a investigadors postdoctorals, estudiants de doctorat i d’altres posicions en els equips de recerca receptors d’aquests ajuts.

SOBRE EL CRG

El Centre de Regulació Genòmica (CRG) és un institut internacional de recerca biomèdica d’excel·lència, ubicat a Barcelona. La seva missió és descobrir i promoure el coneixement en benefici de la societat, la salut pública i la prosperitat econòmica. El seu equip científic interdisciplinari (de més de 400 membres) se centra en comprendre la complexitat de la vida, des del genoma fins a la cèl·lula i un organisme complet, i la seva interacció amb l’entorn. El CRG forma part de The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) i és un centre CERCA de la Generalitat de Catalunya.