Mechanisms of viral RNA maturation by co-opting cellular exonucleases

通过选择细胞核酸外切酶使病毒 RNA 成熟的机制

基本信息

  • 批准号:
    10153681
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-06-26 至 2022-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary As obligate cellular parasites, viruses employ a variety of strategies to co-opt the host cell’s machinery, using it to generate the molecules needed for successful infection. Many of these strategies involve viral RNA that forms specific structures able to interact with and manipulate cellular components. An important example is found in the mosquito-borne flaviviruses, which co-opt a cellular exoribonuclease and use it to generate pathogenically-important non-coding RNAs. Specifically, the 5’3’ exoribonuclease Xrn1 is recruited to the genomic RNA, processively degrades it, but then halts at specific locations in the genome. This programmed “exoribonuclease resistance” depends on specific three-dimensional RNA structures that are embedded in the flaviviral RNA. The exoribonuclease-resistant RNAs (xrRNAs) of the mosquito-borne flaviviruses are the prototypes of this process and we have learned much by studying them. However, it is now clear that the strategy of co- opting and exploiting cellular exoribonucleases is not limited to these viruses, but may be widespread. Evidence suggests that diverse viruses use different types of exoribonuclease-resistant RNA elements as a means to process long precursor RNAs into shorter, biologically active RNAs. However, despite the emerging importance of these novel exoribonuclease- resistant RNA structures and the mechanisms they perform, we know almost nothing about them. Among the burning fundamental questions: Do all of these putative Xrn1-resistant elements use a similar mechanism? Despite no obvious sequence similarity, are they all folded RNAs? Are they all RNA structure-driven, or do some require bound proteins? Are the folds of these different RNAs similar, or has nature evolved many ways to achieve the goal of blocking progression of an exoribonuclease? Our understanding of these processes in diverse viruses is hampered by a lack of basic information about various xrRNA structures. The focus of this proposal is therefore to drive the field forward by studying several unexplored examples of xrRNAs. We aim to gain insight into the breadth and diversity of the exoribonuclease resistance phenomenon, to discover fundamental principles of exoribonuclease resistance that may be applicable across the larger viral world, and to develop new technology to enable us to find or predict exoribonuclease structures in other viruses and contexts. We propose three aims: (1) Determine the essential sequences, structural determinants, and mechanistic characteristics of exoribonuclease resistance by a diverse set of flaviviral RNAs. (2) Define sequences and structures of RNAs from the Dianthoviruses and Rift Valley Fever Virus that confer exoribonuclease resistance, and (3) Develop a synthetic expanded phylogeny of Xrn1-resistant RNAs and use this to computationally search for unidentified resistant RNAs in other viruses. Our approach is to combine biochemical assays that are unique to our lab and that comprise a comprehensive set of tools for exploring these RNAs, structural biology to include x-ray crystallography, and in vitro selections coupled with computational tools. The research described here will contribute significant basic knowledge regarding an important molecular process of broad applicability to viral disease, a necessary step between the discovery of a mechanism and the targeting of it for therapeutic intervention.
项目摘要 作为强制性的细胞寄生虫,病毒员工使用了各种选择宿主细胞机械的策略,并使用它来生成 成功感染所需的分子。这些策略中有许多涉及形成特定结构的病毒RNA 可以与细胞成分相互作用并操纵细胞成分。在蚊子传播的黄病毒中找到一个重要的例子, 它选择了细胞驱虫夹,并使用它来产生病原体至关重要的非编码RNA。具体来说, 5'3'驱核核酸酶XRN1被募集到基因组RNA,然后降解,但在特定位置停止 在基因组中。该编程的“驱虫核酸酶抗性”取决于特定的三维RNA结构 嵌入黄素RNA中。蚊子传播黄素的耐核糖核酸酶耐药性RNA(XRRNA)是 这个过程的原型,我们通过研究它们学到了很多东西。但是,现在很明显,共同的战略 选择和利用细胞驱虫核酸酶不限于这些病毒,但可能是广泛的。有证据表明 潜水病毒使用不同类型的驱虫酶耐药的RNA元素作为处理长前体的一种手段 RNA变短,生物活性RNA。但是,这些新颖的驱虫蛋白酶的重要性是 抗性RNA结构及其执行的机制,我们对它们几乎一无所知。在燃烧中 基本问题:所有这些推定的XRN1抗性元素是否使用类似的机制?尽管没有明显的 序列相似性,它们都是折叠的RNA吗?它们都是RNA结构驱动的,还是有些需要结合的蛋白质?是 这些不同的RNA的折叠相似,或者具有多种方法来实现阻止进展的目标 驱虫核酸酶?缺乏基本信息,我们对潜水病毒中这些过程的理解受到了阻碍 关于各种XRRNA结构。因此,该提案的重点是通过研究几个 XRRNA的未开发示例。我们旨在深入了解驱虫酶抵抗的广度和多样性 现象,发现可能适用于较大病毒的驱虫核酸酶阻力的基本原理 世界,并开发新技术,使我们能够在其他病毒和环境中找到或预测驱虫酶结构。 我们提出了三个目标:(1)确定基本序列,结构决定者和机械特征 多种黄素RNA的驱虫核酸酶耐药性。 (2)从 Dianthoviruses和Rift Valley Fever病毒,会议驱虫核酸酶阻力,并且(3)发展合成的扩展 XRN1耐药性RNA的系统发育,并使用它来计算其他病毒中未识别的抗性RNA。 我们的方法是结合我们实验室独有的生化测定法,并完成一套全面的工具 用于探索这些RNA,结构生物学,包括X射线晶体学,并在体外选择与 计算工具。这里描述的研究将为重要的基本知识提供重要的基础知识 广泛适用于病毒疾病的分子过程,在发现机制和 靶向治疗干预。

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)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

Jeffrey S Kieft的其他基金

Mechanisms of viral RNA maturation by co-opting cellular exonucleases
通过选择细胞核酸外切酶使病毒 RNA 成熟的机制
  • 批准号:
    10814079
    10814079
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
Surface Plasmon Resonance Instrumentation
表面等离子共振仪器
  • 批准号:
    10428908
    10428908
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
Mechanisms of viral RNA maturation by co-opting cellular exonucleases
通过选择细胞核酸外切酶使病毒 RNA 成熟的机制
  • 批准号:
    10463469
    10463469
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
The National Center for In-situ Tomographic Ultramicroscopy (NCITU)
国家原位断层超显微术中心 (NCITU)
  • 批准号:
    10474586
    10474586
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
The National Center for In-situ Tomographic Ultramicroscopy (NCITU)
国家原位断层超显微术中心 (NCITU)
  • 批准号:
    10818768
    10818768
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
NCCAT: National Center for CryoEM Access and Training
NCCAT:国家冷冻电镜访问和培训中心
  • 批准号:
    10615040
    10615040
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
NCCAT: National Center for CryoEM Access and Training
NCCAT:国家冷冻电镜访问和培训中心
  • 批准号:
    10394723
    10394723
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
NCCAT: National Center for CryoEM Access and Training--Screening Supplement
NCCAT:国家冷冻电镜访问和培训中心 - 筛选补充
  • 批准号:
    10830733
    10830733
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
Mechanisms of viral RNA maturation by co-opting cellular exonucleases
通过选择细胞核酸外切酶使病毒 RNA 成熟的机制
  • 批准号:
    9372352
    9372352
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
Structure, function, and dynamics of viral RNAs and RNA-containing complexes
病毒 RNA 和含 RNA 复合物的结构、功能和动力学
  • 批准号:
    9753272
    9753272
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:

相似国自然基金

时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
  • 批准号:
    61906126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
  • 批准号:
    41901325
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
  • 批准号:
    61802133
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
  • 批准号:
    61872252
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
  • 批准号:
    61802432
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

A HUMAN IPSC-BASED ORGANOID PLATFORM FOR STUDYING MATERNAL HYPERGLYCEMIA-INDUCED CONGENITAL HEART DEFECTS
基于人体 IPSC 的类器官平台,用于研究母亲高血糖引起的先天性心脏缺陷
  • 批准号:
    10752276
    10752276
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
Fluency from Flesh to Filament: Collation, Representation, and Analysis of Multi-Scale Neuroimaging data to Characterize and Diagnose Alzheimer's Disease
从肉体到细丝的流畅性:多尺度神经影像数据的整理、表示和分析,以表征和诊断阿尔茨海默病
  • 批准号:
    10462257
    10462257
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
Endothelial Cell Reprogramming in Familial Intracranial Aneurysm
家族性颅内动脉瘤的内皮细胞重编程
  • 批准号:
    10595404
    10595404
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
Research Project 2
研究项目2
  • 批准号:
    10403256
    10403256
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别:
An Engineered Hydrogel Platform to Improve Neural Organoid Reproducibility for a Multi-Organoid Disease Model of 22q11.2 Deletion Syndrome
一种工程水凝胶平台,可提高 22q11.2 缺失综合征多器官疾病模型的神经类器官再现性
  • 批准号:
    10679749
    10679749
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.09万
    $ 38.09万
  • 项目类别: