Non-canonical activation of heterotrimeric G protein signaling in vivo
异源三聚体 G 蛋白信号传导的体内非典型激活
基本信息
- 批准号:10220082
- 负责人:
- 金额:$ 43.13万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-09-20 至 2023-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AffectAnimal ModelApicalBindingBiochemicalBiological AssayBiological ProcessBiosensorBrainCase StudyCell physiologyCellsCongenital AbnormalityCongenital HydrocephalusCuesCytoplasmic ProteinDataDevelopmentDiseaseEdemaEmbryoEmbryonic DevelopmentEncephalopathiesEukaryotaFamilyFamily memberG-Protein-Coupled ReceptorsG-substrateGTP-Binding ProteinsGeneticGoalsGuanine Nucleotide Dissociation InhibitorsGuanine Nucleotide Exchange FactorsGuanosine TriphosphateHealthHeterotrimeric GTP-Binding ProteinsHormonesHumanHydrocephalusHypsarrhythmiaIn VitroIntercellular JunctionsKnowledgeMeasuresMediatingMediator of activation proteinMolecularMutateNeurodevelopmental DisorderNeurotransmittersOptic AtrophyOpticsPharmacologyPhysiological ProcessesPhysiologyProteinsRegulationResearchRoleSignal TransductionSignaling ProteinSpecificitySubgroupSyndromeSystemVisualizationbasecancer cellconstrictiondrug marketgenetic regulatory proteinhuman diseasein vitro activityin vivoinfancyinnovationinsightintercellular communicationinterestnervous system developmentneurodevelopmentnoveloptogeneticsprotein activationprototypereceptorrecruitsynthetic constructtechnological innovationtool
项目摘要
ABSTRACT
SIGNIFICANCE: Heterotrimeric G proteins are quintessential mediators of intercellular communication.
Defining the molecular mechanisms by which this widespread machinery is regulated is of paramount
importance because it impacts a vast range of physiological processes and diseases. This is well exemplified
by the ongoing research interest in G protein-coupled receptors (GPCRs), the canonical activators of
heterotrimeric G proteins and the targets for >30% of marketed drugs. A much less studied aspect of
heterotrimeric G protein regulation, but with far-reaching implications, is their “non-canonical” activation by
proteins that are not GPCRs.
Among these non-GPCR activators, proteins containing an evolutionarily conserved Gα-Binding-and-
Activating (GBA) motif, namely “GBA proteins”, have emerged a key new players in the control of G protein
signaling in health and disease. GIV and DAPLE are the prototype members of this family of G protein
regulators and both of them are mutated in neurodevelopmental disorders in humans that result in brain birth
defects. DAPLE is mutated in non-syndromic congenital hydrocephalus (NSCH) whereas GIV is mutated in
Progressive Encephalopathy with edema, Hypsarrhythmia, and Optic atrophy (PEHO)-like syndrome. The
cellular and molecular alterations that cause these diseases are poorly understood.
BACKGROUND AND GOALS: One of our long-term goals to date has been to identify and characterize a
family of cytoplasmic proteins with a GBA motif that activates G protein signaling. Like GPCRs, they have
Guanine-nucleotide Exchange Factor (GEF) activity in vitro. Within this context, our goal here is to understand
mechanistically how this in vitro GEF activity relates to activation of G proteins and G protein-dependent
signaling in living cells, and to establish the importance of this mechanism in vivo.
SYNOPSIS OF AIMS: We will (1) dissect how GIV and DAPLE, the two prototype GBAs, affect G protein
signaling in cells by using novel chemogenetic platforms and G protein activity biosensors, (2) define how their
function is regulated by extrinsic cues by using cell biological assays and novel optogenetic tools, and (3)
characterize their impact on neurodevelopment by using animal models.
INNOVATION AND IMPACT: Overall, we anticipate that this project will advance the field of heterotrimeric G
protein signaling by providing detailed mechanistic insights into a poorly understood aspect of their regulation
that impacts human health, and by generating a suite of chemogenetic, optogenetic and biosensor tools to
directly manipulate and detect heterotrimeric G protein activity with unprecedented accuracy. The conceptual
and technological innovations arising from the successful completion of this project would have a long lasting
impact in the field of signal transduction.
抽象的
意义:异三聚体 G 蛋白是细胞间通讯的典型介质。
定义调节这种广泛存在的机制的分子机制至关重要
重要性,因为它影响广泛的生理过程和疾病,这已经得到了很好的例证。
通过对 G 蛋白偶联受体 (GPCR) 的持续研究兴趣,GPCR 是
异三聚体 G 蛋白和超过 30% 的上市药物的靶标是一个研究较少的方面。
异三聚体 G 蛋白的调节,但具有深远影响的是,它们的“非规范”激活是通过
不是 GPCR 的蛋白质。
在这些非 GPCR 激活剂中,含有进化保守的 Gα-Binding-and- 的蛋白质
激活(GBA)基序,即“GBA蛋白”,已成为控制G蛋白的关键新参与者
GIV 和 DAPLE 是 G 蛋白家族的原型成员。
调节因子,并且两者都会在人类神经发育障碍中发生突变,从而导致大脑诞生
DAPLE 在非综合征性先天性脑积水 (NSCH) 中发生突变,而 GIV 在非综合征性先天性脑积水中发生突变。
进行性脑病伴有水肿、高度节律失常和视神经萎缩(PEHO)样综合征。
人们对导致这些疾病的细胞和分子改变知之甚少。
背景和目标:迄今为止,我们的长期目标之一是确定并描述一个
具有激活 G 蛋白信号传导的 GBA 基序的细胞质蛋白家族,它们具有类似 GPCR 的功能。
在此背景下,我们的目标是了解体外鸟嘌呤核苷酸交换因子 (GEF) 的活性。
从机制上讲,这种体外 GEF 活性如何与 G 蛋白激活和 G 蛋白依赖性相关
活细胞中的信号传导,并确定该机制在体内的重要性。
目标概要:我们将 (1) 剖析 GIV 和 DAPLE 这两个原型 GBA 如何影响 G 蛋白
通过使用新型化学遗传学平台和 G 蛋白活性生物传感器来研究细胞中的信号传导,(2) 定义它们如何
通过使用细胞生物学和新型光遗传学工具、测定,通过外在信号调节功能和 (3)
通过使用动物模型来表征它们对神经发育的影响。
创新和影响:总体而言,我们预计该项目将推动异三聚体 G 领域的发展
通过对其调控的一个鲜为人知的方面提供详细的机制见解来研究蛋白质信号传导
影响人类健康,并通过生成一套化学遗传学、光遗传学和生物传感器工具来
以前所未有的准确性直接操纵和检测异源三聚体 G 蛋白活性。
该项目的成功完成所产生的技术创新将具有持久的影响
在信号转导领域的影响。
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 }}
Mikel Garcia-Marcos其他文献
Mikel Garcia-Marcos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('Mikel Garcia-Marcos', 18)}}的其他基金
Versatile and high-fidelity optical biosensor platforms for GPCR signaling
用于 GPCR 信号传导的多功能高保真光学生物传感器平台
- 批准号:
10679863 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Direct chemogenetic control of heterotrimeric G protein signaling
异源三聚体 G 蛋白信号传导的直接化学遗传学控制
- 批准号:
10590217 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Non-canonical activation of heterotrimeric G protein signaling in vivo
异源三聚体 G 蛋白信号传导的体内非典型激活
- 批准号:
10461747 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Non-canonical activation of heterotrimeric G protein signaling in vivo
异源三聚体 G 蛋白信号传导的体内非典型激活
- 批准号:
9914590 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Non-canonical activation of heterotrimeric G protein signaling in vivo
异源三聚体 G 蛋白信号传导的体内非典型激活
- 批准号:
10018921 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Non-canonical activation of heterotrimeric G protein signaling in vivo
异源三聚体 G 蛋白信号传导的体内非典型激活
- 批准号:
10581960 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Targeting of non-canonical G protein signaling with small molecules
用小分子靶向非经典 G 蛋白信号传导
- 批准号:
10180984 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Next generation G protein activity biosensors
下一代 G 蛋白活性生物传感器
- 批准号:
9789949 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Identification of chemical probes that specifically disrupt the GIV-Gi interface
鉴定特异性破坏 GIV-Gi 界面的化学探针
- 批准号:
8986801 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Alternative mechanisms of signaling via trimeric G proteins
通过三聚体 G 蛋白传递信号的替代机制
- 批准号:
10374905 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
相似国自然基金
髋关节撞击综合征过度运动及机械刺激动物模型建立与相关致病机制研究
- 批准号:82372496
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
基于中医经典名方干预效应差异的非酒精性脂肪性肝病动物模型证候判别研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
利用肝癌动物模型开展化学可控的在体基因编辑体系的研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
雌激素抑制髓系白血病动物模型中粒细胞异常增生的机制
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
无菌动物模型与单细胞拉曼技术结合的猴与人自闭症靶标菌筛选及其机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Regulation of NKCC2 and renal NaCl transport by protein-protein interactions
通过蛋白质-蛋白质相互作用调节 NKCC2 和肾脏 NaCl 转运
- 批准号:
10585141 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Investigating abnormalities in top-down cortical processing and behavior in a model of the 22q11.2 deletion
研究 22q11.2 缺失模型中自上而下的皮质处理和行为的异常
- 批准号:
10649058 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
COVID-19 airway inflammation is due to Spike inhibition of CFTR signaling
COVID-19 气道炎症是由于 CFTR 信号的 Spike 抑制所致
- 批准号:
10566710 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别:
Mechanisms of Left Ventricular Fibrosis in Mitral Valve Prolapse
二尖瓣脱垂引起左心室纤维化的机制
- 批准号:
10603587 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 43.13万 - 项目类别: