Using DNA Curtains to Reveal the Mechanisms of Target Site Location by DNA Binding Proteins

利用 DNA 窗帘揭示 DNA 结合蛋白的靶位点定位机制

基本信息

  • 批准号:
    1154511
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 112.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-06-01 至 2017-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Intellectual Merit: The project addresses a fundamental problem in biology: How do site- and structure-specific DNA-binding proteins locate their targets among a vast excess of nonspecific DNA? This question will be studied using a multi-disciplinary approach encompassing nanoscale engineering, surface chemistry, physics and biochemistry. The ability of proteins to locate rare targets is essential for all aspects of gene expression, DNA replication, chromosome dynamics and genome maintenance, yet meaningful details of how these processes occur are typically unavailable. This project will focus on post-replicative mismatch repair (MMR) as a model system, and experiments will be conducted to determine precisely how the MMR proteins MutSa and MutLa locate and respond to their specific DNA targets. Detailed mechanisms of these processes are not yet available, despite years of intensive investigation, largely due to the inherent limitations of ensemble-level biochemical measurements. To overcome these limitations, this project will utilize nanofabricated' DNA Curtains' and apply total internal reflection fluorescence microscopy (TIRFM) to directly visualize individual protein complexes as they search for and engage their target sites on individual molecules of DNA. This unique approach to single-molecule imaging was pioneered by the PI's laboratory, and enables rapid collection of statistically relevant information in real time from individual molecules by enabling parallel imaging of multiple reaction trajectories. Broader Impacts - The technology developed in Dr. Greene's laboratory provides a 'high-throughput' approach for real-time, single-molecule analysis of nucleoprotein complexes. The PI has actively disseminated this technology to the broader research community, as it has the potential to provide novel insights into virtually any biological system that involves interactions between protein and DNA molecules. This interdisciplinary work also provides trainees with a cutting-edge, broad-based educational experience that will allow them to pursue significant scientific careers upon completion of their degree requirements. To promote the understanding of single-molecule approaches to biological science, these technologies have been integrated into the University's undergraduate and graduate course curriculum. The PI is engaged in concerted efforts to advance the scientific training and development of younger students, particularly through research-oriented educational programs. He serves as an undergraduate student mentor for Columbia University's Summer Undergraduate Research Fellowship program (SURF), and as a student mentor for the Harlem Children's Society. The project will integrate younger students into all aspects of scientific work performed in the laboratory, thereby providing them with valuable, real-world research experiences.
智力优点:该项目解决了生物学中的一个基本问题:位点和结构特异性 DNA 结合蛋白如何在大量非特异性 DNA 中定位其目标?该问题将采用涵盖纳米工程、表面化学、物理学和生物化学的多学科方法进行研究。蛋白质定位稀有靶标的能力对于基因表达、DNA 复制、染色体动力学和基因组维护的各个方面都至关重要,但这些过程如何发生的有意义的细节通常无法获得。该项目将重点关注复制后错配修复 (MMR) 作为模型系统,并将进行实验以确定 MMR 蛋白 MutSa 和 MutLa 如何定位和响应其特定 DNA 靶标。尽管进行了多年的深入研究,但这些过程的详细机制尚不清楚,这主要是由于整体水平生化测量的固有局限性。为了克服这些限制,该项目将利用纳米制造的“DNA 窗帘”并应用全内反射荧光显微镜 (TIRFM),在单个蛋白质复合物搜索并接合单个 DNA 分子上的目标位点时直接可视化单个蛋白质复合物。这种独特的单分子成像方法是由 PI 实验室首创的,通过对多个反应轨迹进行并行成像,可以快速从单个分子中实时快速收集统计相关信息。更广泛的影响 - Greene 博士实验室开发的技术为核蛋白复合物的实时单分子分析提供了一种“高通量”方法。 PI 积极向更广泛的研究界传播这项技术,因为它有潜力为几乎所有涉及蛋白质和 DNA 分子之间相互作用的生物系统提供新的见解。这项跨学科工作还为学员提供了前沿、基础广泛的教育经验,使他们能够在完成学位要求后从事重要的科学职业。为了促进对生物科学单分子方法的理解,这些技术已被纳入大学的本科生和研究生课程中。 PI 致力于促进年轻学生的科学培训和发展,特别是通过研究型教育项目。他担任哥伦比亚大学夏季本科生研究奖学金计划 (SURF) 的本科生导师,以及哈莱姆儿童协会的学生导师。该项目将让年轻学生融入实验室进行的科学工作的各个方面,从而为他们提供宝贵的、真实的研究经验。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Eric Greene其他文献

Automatic Analysis of Rhythmic Poetry with Applications to Generation and Translation
韵律诗的自动分析及其在生成和翻译中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010-10-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Eric Greene;Tugba Bodrumlu;Kevin Knight
  • 通讯作者:
    Kevin Knight
The Mental Health Industrial Complex: A Study in Three Cases
心理健康产业综合体:三个案例研究
  • DOI:
    10.1177/0022167819830516
  • 发表时间:
    2019-02-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Eric Greene
  • 通讯作者:
    Eric Greene
Eyelid Lymphatics II: A Search for Drainage Patterns in the Monkey and Correlations With Human Lymphatics
眼睑淋巴管 II:寻找猴子的引流模式及其与人类淋巴管的相关性
Eyelid Lymphatics I: Histochemical Comparisons Between the Monkey and Human
眼睑淋巴管 I:猴子和人类之间的组织化学比较
Introduction to the Special Issue on the Cultural Therapeutics of Film
电影文化治疗学特刊简介
  • DOI:
    10.1177/00221678211017342
  • 发表时间:
    2021-05-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Eric Greene;N. Gupta
  • 通讯作者:
    N. Gupta

Eric Greene的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Eric Greene', 18)}}的其他基金

Why do eukaryotes have two Rad51/RecA family recombinases?
为什么真核生物有两种 Rad51/RecA 家族重组酶?
  • 批准号:
    1817315
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 112.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Using High-throughput Single-molecule Analysis to Reveal the Mechanisms of Target Site Location by DNA Repair Proteins
职业:利用高通量单分子分析揭示 DNA 修复蛋白的靶位点定位机制
  • 批准号:
    0544638
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 112.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

线粒体DNA逃逸通过cGAS-STING通路致内皮焦亡及METs形成在动脉粥样硬化斑块侵蚀中的机制研究
  • 批准号:
    82370464
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
DNA甲基转移酶DNMT3A与RNA结合蛋白RBM47通过调控GSTA1表达参与胶质瘤进展作用机制探讨
  • 批准号:
    82360475
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于DNA荧光条形码的RNA m6A位点空间分辨多重成像分析研究
  • 批准号:
    32301256
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
PARP1介导DNA损伤修复调控雄激素受体影响前列腺癌放疗敏感性的机制研究
  • 批准号:
    82303674
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
DNA/RNA中G四联体的动力学行为及其调控
  • 批准号:
    12374224
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

DNAの高次構造によるラン藻の転写制御の研究
DNA高阶结构对蓝藻转录调控的研究
  • 批准号:
    24KJ2047
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 112.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
DNA付加体の質量分析による喫煙や飲酒の曝露のバイオマーカーの開発
通过 DNA 加合物质谱法开发吸烟和饮酒暴露的生物标志物
  • 批准号:
    24K13454
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 112.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
ストレスDNA損傷と腎臓病増悪の関係性の解明
阐明应激性 DNA 损伤与肾脏疾病恶化之间的关系
  • 批准号:
    24K11443
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 112.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
組換えBCGとDNAワクチンのプライムブースト接種法による新たなワクチン開発の試み
尝试使用重组卡介苗和DNA疫苗初免-加强疫苗接种方法开发新疫苗
  • 批准号:
    24K11644
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 112.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
ビタミンCのDNA脱メチル化促進作用がCD8+ T細胞の免疫応答に及ぼす影響の解明
阐明维生素C的DNA去甲基化促进作用对CD8+T细胞免疫反应的影响
  • 批准号:
    24K10270
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 112.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了