# Maintenance of cellular memory through replication

> **NIH NIH R35** · UNIVERSITY OF COLORADO DENVER · 2020 · $388,750

## Abstract

SUMMARY 
The ability to express different genes in different cell types is crucial to development of a 
multicellular  organism.  This  cell-­type  specific  gene  expression  relies  on  memory  of 
activation  and  repression  of  genes  through  successive  rounds  of  cell  division  as  the 
organism develops from an embryo to an adult. An important component of the memory 
of cellular identity is the cell’s chromatin state. To maintain a transcriptional program, the 
cell  has  to  maintain  accessibility  at  active  promoters  and  enhancers  and  occlusion  at 
repressed  promoters  and  enhancers.  However,  the  passage  of  replication  forks  during 
every cell cycle obliterates cell-­type specific chromatin landscapes. Our overarching goal 
is to determine how chromatin landscapes are sustained in spite of nucleosome dynamics 
throughout  the  cell  cycle,  thus  maintaining  cellular  memory.  Here,  we  will  use  genomic 
methods  we  develop(ed)  to  identify  cellular  mechanisms  that  maintain  chromatin 
landscapes  despite  the  erasing  effects  of  replication.  We  will  pursue  two  lines  of 
investigations: First, we will identify how transcription factors find their binding sites after 
being  stripped  from  the  DNA  during  process  of  replication.  We  have  shown  that 
transcription  factors  are  replaced  by  nucleosomes  genome-­wide  post-­replication.  By 
tracking  transcription  factor  binding  to  DNA  and  DNA  accessibility  as  a  function  of  time 
post-­replication,  we  will  uncover  the  determinants  of  transcription  factor  site  selectivity. 
We  will  also  study  the  effect  of  chromatin  remodeler  function  in  creating  transcription 
factor  binding  sites post-­replication.  Second, we  will  elucidate  cellular  mechanisms  that 
maintain  repressed  chromatin  landscapes  through  replication  at  epigenetically  silenced 
domains that are characterized by trimethylated histone H3 (H3K27me3), which we call 
“Polycomb  domains”.  Polycomb  group  proteins  maintain  repressed  states  at  these 
domains.  Mechanisms  that  carry  memory  of  repression  through  replication  have  to  act 
within  a  single  cell  cycle,  every  cell  cycle.  We  will  combine  tracking  chromatin  states 
genome-­wide  post-­replication  with  carefully  chosen  perturbations  of  Polycomb  group 
proteins  to  uncover  mechanisms  that  maintain  this  repressed  state  through  replication. 
Taken together, these studies will not only resolve long-­standing questions in transcription 
factor-­site  selectivity  and  Polycomb  repression,  but  will  also  serve  as  a  framework  to 
understand  how  chromatin  dynamics  can  shape  genome  function  in  many  biological 
contexts.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9993601
- **Project number:** 5R35GM133434-02
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF COLORADO DENVER
- **Principal Investigator:** Srinivas Ramachandran
- **Activity code:** R35 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $388,750
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2019-08-09 → 2024-07-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9993601

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9993601, Maintenance of cellular memory through replication (5R35GM133434-02). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9993601. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*