Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Nieuwe CRISPR-dCas9 toolbox voor diverse in vitro en insitu toepassingen: van detectie van kanker tot heterogeniteit van cellen tijdens embryogenese" "Jeroen Lammertyn" "Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren (MeBioS), Departement Menselijke Erfelijkheid" "Het CRISPR-Cas-systeem (staat voor: respectievelijk Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats en CRISPR-geassocieerd) wordt gebruikt in een groot aantal toepassingen, variërend van genoombewerking en genexpressie-modulatie tot diagnostiek en beeldvorming. Deze strategieën bieden echter geen signaalversterking en kunnen dus geen gevoelige toepassingen realiseren. Daarom werd in onze groep een ontwikkeld CRISPR-dCas9-complex (patent aangevraagd) ontworpen dat de inherente specificiteit en robuustheid van het CRISPR-complex behoudt, terwijl signaalversterking mogelijk is. In het voorgestelde onderzoeksproject zal dit geconstrueerde CRISPR-complex worden benut voor het realiseren van gevoelige en specifieke bioassays in twee integrale omgevingen: (1) in vitro diagnostische (IVD) bioassays, in de context van vroege kankerdiagnose en bacteriële genoomanalyse, en (2) in situ celgebaseerde analyses om genomische en transcriptomische veranderingen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van embryo's te begrijpen." "Het verband tussen chromosoomconformatie, 3D nucleaire DNA architectuur en genexpressie begrijpen in humane embryogenese op single cel resolutie" "Thierry Voet" "Departement Menselijke Erfelijkheid, Vrouw en Kind" "Ons begrip van hoe het DNA in een celkern georganiseerd is in hogere orde structuren is slechts rudimentair, maar cruciaal om variërende genexpressie en fenotypes van cellen in normaal en ziekte weefsel te begrijpen. In de eerste celcycli na de bevruchting in het bijzonder, vinden er drastische veranderingen plaats in de DNA architectuur alsook in genexpressie, die ertoe leiden dat cellen naar specifieke embryonale weefsels kunnen differentiëren. Wanneer deze processen foutlopen, kan dat leiden tot een spontane miskraam of ernstige ontwikkelingsstoornissen in de foetus of postnataal.Het doel van dit project is om een nieuwe methode te ontwikkelen om zowel de 3D nucleaire DNA structuur als de genexpressie genoomwijd te bestuderen van éénzelfde cel. We zullen deze technologie vervolgens toepassen op alle individuele cellen van humane embryo’s in de verschillende stadia van hun ontwikkeling, en zo  fundamentele basiskennis ontwikkelen omtrent hoe de nucleaire DNA architectuur evolueert doorheen vroege embryogenese, hoe dit proces verbonden is met specifieke genexpressie patronen en dus cellulaire differentiatie en fenotypes, en hoe dit proces verstoord wordt door numerieke en structurele chromosomale anomalieën die zich vaak voordoen in embryo’s. De technologie zal eveneens toepasbaar zijn op andere weefsels om de normale ontwikkeling van organismen te begrijpen, alsook de etiologie van ziekten en veroudering." "Een single cel integratieve (epi)genoom en transcriptoom atlas van humane preimplantatie embryogenese om oorzaak en effect van (epi) genoom dynamica in de eerste dagen van menselijke ontwikkeling te begrijpen" "Thierry Voet" "Departement Menselijke Erfelijkheid, Vrouw en Kind" "Dit project beoogt de ontwikkeling en toepassing van een nieuwe, state-of-the-art ééncellige sequencingmethode voor simultane genoom-, epigenome en transcriptoomanalyse van dezelfde enkele cel om voor het eerst het samenspel tussen het genoom, epigenoom en transcriptoom te bestuderen binnen enkele cellen over menselijke embryo's in verschillende ontwikkelingsstadia." "Korte 3'UTRs van transcripten in sperma zijn noodzakelijk voor preimplantatie embryogenese." "Thierry Voet" "Departement Menselijke Erfelijkheid" "De 3' onvertaalde regio (3'UTR) van RNA-transcripten is belangrijk voor post-transcriptionele regulatie van genexpressie. Recent werd bij de mens en de muis aangetoond dat transcripten, die in meerdere weefsels tot expressie komen, een kortere 3'UTR lengte hebben wanneer deze transcripten in testis tot expressie komen dan wanneer deze in andere weefsels geproduceerd worden. Vermoedelijk is dit ook het geval voor andere transcripten in de testis en ontwikkelende spermatozoa. De functie en de oorzakelijke mechanismen van de korte 3'UTRs op de transcripten in testis zijn ongekend. Dit project wil de rol van de korte 3'UTRs op transcripten gevormd tiijdens spermatogenese identificeren." "Microspore embryogenese: een een pad naar leven of dood." "Frank Van Breusegem, Inge De Clercq, Steffen Vanneste, Moritz Nowack, Daniël Van Damme, Danny Geelen" "Vakgroep Plantenbiotechnologie en Bio-informatica, Vakgroep Plant en Gewas" "De ontwikkeling van planten is adaptief en compenseert hun onvermogen om te ontsnappen aan ongunstige leefomstandigheden. We maken gebruik van deze flexibiliteit bij de in vitro vermeerdering en temperatuurstress geinduceerde embryogenese van microsporen. Ondanks het belang van dit proces voor het creëren van duurzamere hybride gewasvariëteiten, weten we heel weinig over de moleculaire mechanismen die plaatsvinden tijdens de stress geïnduceerde embryogene respons van microsporen." "De robuustheid van zelforganizatie gedurende de embryogenese van C. elegans" "Rob Jelier" "Microbiële en Plantengenetica (CMPG)" "In dit project wordt gekeken naar hoe de erg robuste positionering van cellen gedurende de vroege embryogenese van C. elegans. Er wordt gebruik gemaakt van genetische perturbaties, microscopie en optogenetica. Het multi-disciplinaire onderzoek bekijkt de rol van moleculaire factoren, mechanica en cellulaire eigenschappen gedurende cel positionering." "Analyse van celvorm in C. elegans embryogenese" "Rob Jelier" "Meetkunde, Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren (MeBioS), Microbiële en Plantengenetica (CMPG)" "Onderzoeken van cel vormen in de ontwikkeling van embryos, met C. elegans as modelorganisme. Dit is eerst en vooral een verderzetting van het werk dat ik gedaan heb in mijn master's thesis. Hier heb ik een pipeline ontwikkeld om de vorm van cellen te analyseren door ze te ontbinden in sferische harmonische functies. Deze technieken kunnen verder uitgewerkt worden, door ze terug te koppelen naar krachten en communicatie tussen cellen. Het einddoel is om meer inzicht te krijgen in de organisatie van embryogenese." "COLUMBO: Een innovatieve CRISPR gebaseerde toolbox voor genomische beeldvorming op celniveau in embryogenese en oncologie" "Jeroen Lammertyn" "Mechatronica, Biostatistiek en Sensoren (MeBioS), Medicinale Chemie (Rega Instituut), Departement Menselijke Erfelijkheid" "De wetenschappelijke literatuur heeft aangetoond dat tal van cellulaire processen in gezonde en zieke cellen georkestreerd worden door genomische organisatie en dynamiek. Ons begrip hiervan is echter beperkt door de limitaties van de beschikbare meettechnologieën. In dit project streven we naar een revolutie in genomisch DNA beeldvorming door een recent ontworpen CRISPR-(d) Cas9 complex (patent pending) met DNA nanotechnologieën verder te ontwikkelen tot één enkel functioneel complex, met verhoogde specificiteit, gevoeligheid en multiplexing capaciteit voor in vitro en in vivo toepassingen. De ambitie van high-throughput beeldvorming wordt ondersteund door ontwikkeling van nieuwe bioinformatica tools, geautomatiseerde microfluïdica en workflows voor beeldvorming. Dit ‘high-risk high-gain’ project met een overkoepelende impact op het gebied van oncologie, embryogenese, veroudering en neurogenese wordt ondersteund door een interdisciplinair team van 4 onderzoeksgroepen uit 3 departementen." "Ontwikkeling van grootschalige, ultragevoelige, ruimtelijke (multi-)omica analysen om de biologie van cellulaire heterogeniteit in pre- en post-implantatie embryogenese op het niveau van één cel te onthullen en te begrijpen" "Thierry Voet" "Departement Menselijke Erfelijkheid, Vrouw en Kind" "De ontwikkeling van cellulaire heterogeniteit tussen genetisch identieke cellen na de bevruchting is een belangrijk proces van celtype specificatie en normale embryonale ontwikkeling. Deze vroegste levensfasen blijven echter slecht begrepen omdat singlecel sequencing methoden een lage moleculaire gevoeligheid hebben, last hebben van technische ruis, en ruimtelijke cellulaire en moleculaire informatie verliezen die fundamenteel inzicht in cel-cel communicatie en moleculaire polariteit in cellen belemmeren. Bovendien zijn de eerste celcycli in menselijke embryo's onderhevig aan genoominstabiliteit, wat cellulaire heterogeniteit vergroot en ingrijpende gevolgen kan hebben voor verdere ontwikkeling, hoewel haar precieze oorzaak(en) en moleculaire gevolgen in de cellen van het ontwikkelende embryo grotendeels ongekend blijven. Om fundamentele inzichten hierin te verwerven is er nood aan technologie met bijna absolute RNA-gevoeligheid die tegelijk DNAen/of proteïne analyses in dezelfde cel toelaat met ruimtelijke resolutie. Dit project zal helpen een in situ hybridisatie-gebaseerde ruimtelijke transcriptomica methode te ontwikkelen voor embryoonderzoek, uitgerust met microfluidica-systemen en superresolutie beeldvorming. Daarnaast zal het onze methodes verder uitbreiden om parallelle karakterisering van de gehele moleculaire hiërarchie (DNA, RNA, proteïne) mogelijk te maken, om de meest gevoelige ruimtelijke cellulaire profilering te bereiken in embryo-onderzoek tot nu toe." "Ontrafelen van de mechanismen van chromosomale instabiliteit tijdens vroege embryogenese." "Joris Vermeesch" "Departement Menselijke Erfelijkheid" "Het algemene doel van dit proefschrift is om de mutatieprocessen te begrijpen die zich voordoen tijdens de vroege embryonale ontwikkeling. We streven ernaar om de incidentie van deze mutatieprocessen in normale en abnormale cleaving embryo's bloot te leggen. We hebben aangetoond dat rundvee- en menselijke embryo's dezelfde handtekening van aneuploïdie dragen. Daarom zullen we in het kader van dit project runder als diermodel gebruiken om mutatieprocessen in embryo's te bestuderen."