Data-driven models of circadian output regulation in mammals
German project description
Ein Großteil physiologischer Prozesse in Säugetieren wird von der circadianen Uhr reguliert. Die bisherige Forschung konzentrierte sich auf das Kern-Uhr-Mechanismus, die Oszillationen in einzelnen Zellen erzeugt. Molekulare, hormonelle und neuronale Signale vernetzen die Hauptuhr und periphere Uhren. Die entsprechenden Mechanismen sind jedoch nur in Ansätzen verstanden. Ich behebe diese Lücke durch eine Kombination aus Datenanalyse, Modellierung und Theorie. Glukokortikoide (GCs) sind ein Schlüsselglied zwischen der Hauptuhr und peripheren Uhren. ZEIL 1: Die Quantifizierung der Wirkung von GC auf die peripheren Uhren in wichtigen Stoffwechselgeweben, um die Mechanismen der Co-Regulation zwischen Hauptuhr und den peripheren Uhren zu identifizieren. Die Hauptuhr steuert auch komplexe zirkadiane Muster von Ruhe und Aktivität. ZIEL 2: Die Quantifizierung des Einflusses der Hauptuhr auf die Bewegungsaktivität auf verschiedenen Zeitskalen und der Rückkopplung auf die Uhr.
English project description
The circadian clock regulates most processes in mammalian physiology in a time of day-dependent manner. Research thus far has focused on understanding this core-clock mechanism that generates oscillations in single cells. Interestingly, the molecular, hormonal and neuronal outputs of the clock act as links within the clock network, but these links are poorly understood. I address this gap using a combination of data-analysis, modeling and theory. Glucocorticoids (GCs) are a key link between the master and peripheral clocks. My first objective is to quantify the effect of GCs on the peripheral clock-controlled genes in key metabolic tissues and thus to infer the mechanisms of co-regulation by the master and peripheral clocks. The master clock also controls complex circadian patterns of rest and activity. My second objective is to quantify the regulation of behavioral activity at different timescales by the master clock and whether there is feedback from behavior to the clock.
Financer
DFG - Individual Research Grant
Duration of project
Start date: 04/2021
End date: 03/2024
Research Areas
Bioinformatics and Theoretical Biology, Neurosciences
Research Areas
Computational Neuroscience, Datenanalyse, Mathematical Modeling and algorithms for exascale simulations and data-intensive science
