Mechanistic studies of plasmodesmal permeability

胞间连丝通透性的机制研究

基本信息

  • 批准号:
    1715785
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 75.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2018-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project is a multi-disciplinary collaboration between a biologist and physicist to investigate the molecular mechanisms that plant cells use to regulate cell-to-cell communication. Cells must communicate with each other in order to form tissues and ultimately establish a body plan. In contrast to animals, plant cells are surrounded by walls permanently locking cells to their sister cells. Thus, tissue formation and cell-to-cell communication is quite different in plants compared to animals. To negotiate the permanence of the wall, plants have evolved intricate channels that mediate movement of molecules between cells. While these channels were identified in the 1800s, it has been very challenging to understand how these channels function, and what determines whether they are open or closed. The research here will capitalize on findings that a protein named myosin VIII is found near these channels during very specific stages of development. Plants lacking this protein exhibit patterning defects that likely result from impaired cell-to-cell communication. By investigating the nature of how this molecule interacts with the channels, this research will provide much needed insights into regulation of cell-to-cell communication, and have broad implications for the fields of plant cell and developmental biology. Including undergraduates from both a primarily undergraduate institution as well as a research university will further broaden the impact of the research. The undergraduates will work together to incorporate quantitative cellular modeling and molecular cell biology to answer fundamental questions in cell-to-cell communication. Additionally, a program for middle-school aged girls will be developed to encourage the participation of women in STEM disciplines.Plasmodesmata, the channels that connect plant cells to mediate cell-to-cell communication, are poorly understood at the molecular level. These channels have been challenging to study because they are absolutely essential for plant viability and development. This project will investigate this critical developmental problem in the cell and developmental biological plant model, the moss Physcomitrella patens. P. patens is uniquely suited for these studies as it has a simple body plan that is highly amenable to cell biological and genetic manipulation. This research will build upon the development of a moss line that contains a single myosin VIII protein, an actin-based molecular motor, which localizes to plasmodesmata at only one cross wall at a particular stage of development, providing a long-needed genetic and cellular system to study how actin and myosin may regulate the conductance of plasmodesmata. Using a combination of quantitative microscopy and computational modeling, this project will determine whether myosin VIII has an impact on the movement of molecules between cells. Taking advantage of myosin VIII as a molecular handle, the proposed research will identify new pathways regulating plasmodesmata function, ultimately impacting patterning and development. Since myosin VIII and actin are highly conserved between moss and seed plants, these studies are expected to identify evolutionarily ancient mechanisms controlling cell-to-cell communication and tissue patterning.
该项目是生物学家与物理学家之间的多学科合作,用于研究植物细胞用于调节细胞对细胞通信的分子机制。细胞必须相互通信,以形成组织并最终建立身体计划。与动物相反,植物细胞被永久锁定在其姊妹细胞的壁包围。因此,与动物相比,植物的组织形成和细胞对细胞通信截然不同。为了协商壁的永久性,植物已经进化出了复杂的通道,以介导细胞之间分子的运动。尽管在1800年代确定了这些渠道,但了解这些渠道的功能以及确定它们是开放还是关闭的是什么,这是非常具有挑战性的。此处的研究将利用发现在非常具体的开发阶段,在这些渠道附近发现了一种名为肌球蛋白VIII的蛋白质。缺乏该蛋白质的植物表现出可能导致细胞对细胞通信受损的模式缺陷。通过研究该分子如何与通道相互作用的性质,这项研究将为细胞对细胞通信的调节提供急需的见解,并对植物细胞和发育生物学领域具有广泛的影响。包括主要是本科机构以及研究大学的本科生将进一步扩大研究的影响。本科生将共同融合定量的细胞建模和分子细胞生物学,以回答细胞间通信中的基本问题。此外,将开发一个针对中学年龄的女孩的计划,以鼓励女性参与茎学科。质量流质植物(将植物细胞连接以介导细胞到细胞的通信的通道,在分子水平上都了解得很糟糕。这些渠道一直在挑战研究,因为它们对于植物的生存能力和开发绝对是必不可少的。该项目将研究细胞和发育生物植物模型Moss Physcomitrella Patens中的这个关键发育问题。 P. Patens非常适合这些研究,因为它具有一个简单的身体计划,该计划非常适合细胞生物学和遗传操作。这项研究将建立在苔藓系的发展基础上,该苔藓线包含单个肌球蛋白VIII蛋白,这是一种基于肌动蛋白的分子运动,该蛋白仅在一个特定发育阶段仅在一个十字壁上定位于质量胶质,从而提供长期以来的遗传和细胞系统,以研究肌动蛋白和肌醇如何调节质子质体的电导率。使用定量显微镜和计算建模的组合,该项目将确定肌球蛋白VIII是否对细胞之间的分子运动有影响。利用肌球蛋白VIII作为分子手柄,拟议的研究将确定调节盆地功能的新途径,最终影响模式和发育。由于肌球蛋白VIII和肌动蛋白在苔藓和种子植物之间高度保守,因此这些研究有望鉴定出控制细胞对细胞通信和组织模式的进化古老的机制。

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 }}

Magdalena Bezanilla其他文献

Cytoskeletal Dynamics during Polarized Growth
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2018.11.077
  • 发表时间:
    2019-02-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Magdalena Bezanilla;Shu-Zon Wu;Carlisle Bascom;Moe Yamada;Xiaohang Chang
  • 通讯作者:
    Xiaohang Chang
Phosphoinositide(3,5) bis phosphate is essential for formin-mediated polarized growth
  • DOI:
    10.1016/j.ydbio.2011.05.074
  • 发表时间:
    2011-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Ming Li;Peter van Gisbergen;Magdalena Bezanilla
  • 通讯作者:
    Magdalena Bezanilla

Magdalena Bezanilla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('Magdalena Bezanilla', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Defining functions of an essential, conserved protein that uniquely links the mitochondrial matrix with the cytoplasm
合作研究:定义一种重要的、保守的蛋白质的功能,该蛋白质将线粒体基质与细胞质独特地连接起来
  • 批准号:
    2215728
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Reducing complexity in vivo enables investigation of Cellulose Synthase-like D complex formation, trafficking and function
合作研究:降低体内复杂性能够研究纤维素合酶样 D 复合物的形成、运输和功能
  • 批准号:
    2124178
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Molecular Link Between Actin and Exocytosis
肌动蛋白和胞吐作用之间的分子联系
  • 批准号:
    1824636
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mechanistic studies of plasmodesmal permeability
胞间连丝通透性的机制研究
  • 批准号:
    1826903
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Standard Grant
2016 Plant and Microbial Cytoskeleton: The Mechanics of Building Cells in Plants and Microbes
2016 植物和微生物细胞骨架:植物和微生物细胞构建机制
  • 批准号:
    1637379
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Molecular Link Between Actin and Exocytosis
肌动蛋白和胞吐作用之间的分子联系
  • 批准号:
    1330171
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Molecular Mechanisms of Plant Cell Tip Growth
职业:植物细胞尖端生长的分子机制
  • 批准号:
    0747231
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
The Role of Actin Monomer Binding Proteins in Plant Cell Tip Growth
肌动蛋白单体结合蛋白在植物细胞尖端生长中的作用
  • 批准号:
    0516702
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

胆酸盐诱导脂质体溶解机理及植物多酚高效包载的热力学研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于温度反馈模式的脂质体-稀土纳米温度探针的构建与乳腺癌诊断应用性能机理研究
  • 批准号:
    32260239
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33.00 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于温度反馈模式的脂质体-稀土纳米温度探针的构建与乳腺癌诊断应用性能机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
脂质体模拟细胞膜对二氢杨梅素的抑菌机理及其构效关系研究
  • 批准号:
    32260250
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
华北晚古生代煤中丝质体碳同位素原位分析及分馏机理研究
  • 批准号:
    42202199
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Development of B cell functional studies on primary antibody deficiencies
一抗缺陷 B 细胞功能研究的进展
  • 批准号:
    502607
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
Experimental and numerical studies on internal erosion of granular soils
颗粒土内部侵蚀的实验与数值研究
  • 批准号:
    DE240101106
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
北欧諸国における男女間賃金格差是正への取組みと賃金透明化制度の役割に関する研 究
北欧国家纠正性别工资差距的努力和工资透明制度的作用研究
  • 批准号:
    24K15587
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
ニコラウス・ペヴスナーの福祉社会デザインの研究
尼古拉斯·佩夫斯纳的福利社会设计研究
  • 批准号:
    24K15643
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
実用化を目指した室温磁気センサを用いた心磁図による心筋電気活動の可視化の研究
基于室温磁传感器的心磁图心肌电活动可视化研究及其实际应用
  • 批准号:
    24K15719
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 75.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了