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Laboratório Marco Fumasoni

Manutenção e evolução do genoma

Laboratório Marco Fumasoni

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Marco Fumasoni

Group Leader

Manutenção e evolução do genoma

Como evoluem os processos celulares fundamentais?

Embora as primeiras investigações tenham enfatizado os princípios universais partilhados por todos os seres vivos, estudos recentes revelam diferenças marcantes entre espécies na forma como funções fundamentais – como a replicação e a reparação do DNA, e a segregaão cromossómica – são executadas. As origens evolutivas desta diversidade permanecem pouco compreendidas.

Utilizamos Saccharomyces cerevisiae como sistema modelo para investigar como os mecanismos de manutenção do genoma se adaptam sob stress, revelando como as funções celulares essenciais evoluem. O nosso trabalho demonstrou que estes mecanismos podem ser rapidamente reconfigurados, evidenciando como a evolução da biologia celular pode ser estudada experimentalmente.

Adotamos uma abordagem multidisciplinar, integrando metodologias de biologia molecular, evolutiva, biofísica e sintética para descobrir como as células respondem e se adaptam – desde as moléculas até às populações.

Estes conhecimentos contribuem para uma compreensão mais profunda dos princípios da evolução celular e têm implicações importantes para a previsão de resultados evolutivos em contextos como a progressão do cancro e a resistência a antibióticos.

Funders

Estamos atualmente interessados nas seguintes áreas de investigação:

Reparação Evolutiva

A reparação evolutiva refere-se à evolução compensatória que se segue a perturbações nos processos celulares. A nossa investigação estuda os princípios que regem a forma como as células respondem adaptativamente a perturbações genéticas, alterações do cariótipo e stress induzido por fármacos, procurando descobrir padrões generalizáveis na reparação evolutiva.

Evolução do Tamanho Celular

O volume celular é um determinante fundamental da fisiologia celular, mantido através de um processo conhecido como homeostasia do tamanho celular. Os tamanhos celulares divergiram dramaticamente ao longo da evolução das espécies. O nosso laboratório tem como objetivo compreender os processos moleculares e biofísicos que permitem às células desenvolver uma nova homeostasia do tamanho celular.

Alocação do Tempo no Ciclo Celular

A progressão através do ciclo celular eucariótico envolve eventos estreitamente coordenados que ocorrem em escalas de tempo precisas. Estudamos como as células equilibram a duração das diferentes fases do ciclo celular, com o objetivo de compreender as pressões mecanísticas e evolutivas que moldam esta alocação temporal.

EMBO Installation Grant (IG-5349-2023): Evolutionary rewiring genome maintenance.

HFSP Research Grants – Early Career (RGEC28/2023): Experimentally evolving budding yeast cell size to test scaling laws in cell biology.

FCT CEEC (2023.09068.CEECIND/CP2854/CT0003): The roles of nutrients availability in genome maintenance and evolution.

Garona A., Lemos M.V., Giometto A., Fumasoni M. (2026) Experimental evolution of cellular miniaturization reveals a putative mechanism for cell size evolution. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.2531280123

Alsina A., Fumasoni M.*, Sartori P*. (2025) Model-based inference of cell cycle dynamics captures alterations of the DNA replication programme. PLoS Computational Biology. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1013570

Natalino M., Fumasoni M.* (2025). Compensatory evolution to DNA replication stress is robust to nutrient availability. Molecular Systems Biology. DOI: 10.1038/s44320-025-00127-z

Natalino M., Fumasoni M.* (2023). Experimental approaches to study evolutionary cell biology using yeasts. Yeast. DOI: 10.1002/yea.3848

Korovesi A.G., Morgado L., Fumasoni M., Henriques R., Heil H.S., Del Rosario M.* (2022). Expansion microscopy on Saccharomyces cerevisiae. MicroPubl Biol.. DOI: 10.17912/micropub.biology.000566

Fumasoni M.*, Murray A.W. (2021). Ploidy and recombination proficiency shape the evolutionary adaptation to constitutive DNA replication stress. PLoS Genet 17 (11), e1009875. DOI: 10.1371/journal.pgen.1009875

LaBar T.*, Hsieh Y.P., Fumasoni M.*, and Murray A.W.* (2020). Evolutionary repair experiments as a window to the molecular diversity of life. Curr. Biol. 30, R565–R574, DOI: 10.1016/j.cub.2020.03.046

Fumasoni, M.* and Murray, A.W. (2020). The evolutionary plasticity of chromosome metabolism allows adaptation to DNA replication stress. eLife 2020;9:e51963. DOI: 10.7554/eLife.51963

2024-2030: FCT CEEC for Scientific Employment Stimulus, IGC, PORTUGAL

2023-2026: HFSP Early Career Grant, IGC, PORTUGAL

2023-2028: EMBO Installation Grant, IGC, PORTUGAL

2022-2024: FCT PeX, IGC, PORTUGAL

2021-2023: Marie Curie Individual Fellowship, IGC, PORTUGAL

2018: Certificate of excellence in teaching, Harvard University, USA

2018: ESEB Outreach fund, Harvard University, USA

2016-2019: HFSP long-term post-doctoral fellowship, Harvard University, USA

2016-2016: AIRC iCare post-doctoral fellowship , Harvard University, USA

2015-2016: EMBO long-term post-doctoral fellowship, Harvard University, USA

2009-2013: FIRC PhD fellowship for cancer research in Italy, IFOM, Milan, ITALY2018

Lab Website: https://fumalab.github.io/