Function and Evolutionary Origins of the RAG Endonuclease

RAG 核酸内切酶的功能和进化起源

基本信息

  • 批准号:
    10460993
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 52.53万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-11 至 2023-09-20
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

! SUMMARY The RAG1/RAG2 recombinase, which initiates V(D)J recombination, is a defining feature of jawed vertebrate adaptive immunity and is thought to have evolved from a transposable element. Key aspects of RAG biochemistry and in vivo regulation are not understood, leaving large gaps in our understanding of the mechanisms by which RAG contributes to genome instability and the development of cancer. The Transib and ProtoRAG transposons, which encode RAG-like transposases, provide an entirely new "toolbox" with which to fill these gaps. In unpublished work, we have: i) determined the structure of ProtoRAG-DNA complexes by cryo-electron microscopy (EM); ii) obtained crystals of Transib transposase that diffract x-rays to ~3Å resolution; iii) identified a key component of the mechanism that directs coordinated (coupled) DNA cleavage by RAG; and iv) discovered two mechanisms that suppress RAG-mediated transposition in vivo. We will use these novel tools and findings to accomplish our central objective: to determine the biochemical, structural, and regulatory mechanisms that have evolved to orchestrate RAG function and to ascertain the biological consequences of failures of these mechanisms. Our proposal is organized around three core questions. First, what mechanisms explain coupled cleavage by RAG and why do those mechanisms break down? Second, how do the different modules within RAG work together to determine activity? And third, what protects the genome from RAG-mediated transposition and what are the consequences when those mechanisms fail? These questions are addressed in two interwoven aims: Aim 1: Determine the underpinnings of DNA recognition and coupled cleavage by RAG and RAG- family transposases. ProtoRAG transposase binds and cleaves DNA in a manner with striking similarities to improperly regulated cleavage by RAG. Using novel RAG-ProtoRAG chimeric proteins, biochemistry, single molecule biophysics, and cryo-EM and x-ray crystallography, we will determine how DNA binding domains, DNA bending, complex stability, and conformational changes contribute to coordinated vs. uncoordinated cleavage in synaptic complexes formed by RAG and RAG-like transposases. Aim 2: Determine the regulation, targeting, and biological consequences of transposition into the mammalian genome by RAG. Building on our discovery of RAG mutants that uncouple DNA cleavage or activate transposition in vivo, we will use a suite of in vitro and in vivo transposition, cleavage, and high- throughput sequencing assays in normal and DNA repair-deficient cells to quantitate and map transposition mediated by intact and mutant RAG enzymes. In addition, we will generate and analyze RAG-mutant mice with regulatory defects in DNA cleavage and transposition. Together, our results will reveal how DNA repair factors and RAG catalytic and regulatory modules have evolved to protect genome stability and shield developing lymphocytes from malignant transformation during the process of V(D)J recombination.
呢 概括 启动V(d)J重组的RAG1/RAG2重组酶是JAWED的一个定义特征 脊椎动物的适应性免疫,被认为是从转座元素进化而来的。 抹布生物化学和体内调节尚不清楚 破布有助于基因组不稳定性和癌症发展的机制 编码类似抹布的转子座的Protorag转座子,提供反对新的“工具箱” 在未发表的工作中填补空白,我们有:i) 通过冷冻电子显微镜(EM)进行的复合物; 〜3Å分辨率; 抹布的裂解; 我们将使用这些工具和发现来实现我们的中心目标:确定 进化为编排抹布功能的生化,结构和规律性机制 并确定这些机制失败的生物学后果。 首先组织了三个核心探索主义者。 这些机制是否分解? 确定活动? 这些机制在两个交织的AM中解决了这些机制的问题。 AIM 1:确定DNA识别的基础,并通过抹布和碎布进行裂解 protorag转座酶以惊人的相似性结合和切割DNA 使用新颖的碎布嵌合蛋白,生物化学的裂解不当 单分子生物物理学和冷冻EMS X射线晶体学,我们将确定DNA如何结合 域,DNA弯曲,复杂的稳定性和固定变化有助于协调VS。 由抹布和抹布样的transposess形成的突触复合物中的不协调的分裂。 AIM 2:确定转运到该的调节,靶向和生物学后果 哺乳动物的基因组,基于我们发现的抹布杂物, 激活体内换位,我们将使用一套体外和体内转座,裂解和高 - 在正常和DNA修复细胞中的吞吐量测序测定,以定量和映射转座 通过完整和突变的抹布酶介导。 随着DNA裂解和运输的调节缺陷,我们的结果将如何修复 因素和破布催化和调节模块已进化以保护基因组稳定性和屏蔽 在V(d)J重组过程中从恶性转化中产生淋巴细胞。

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 }}

David G. Schatz其他文献

cDNA representational difference analysis: a sensitive and flexible method for identification of differentially expressed genes.
cDNA代表性差异分析:一种灵敏且灵活的差异表达基因鉴定方法。
  • DOI:
  • 发表时间:
    1999
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Michael Hubank;David G. Schatz
  • 通讯作者:
    David G. Schatz
Systeme autoregule, regule par la tetracycline, pour l'expression inductible des genes dans les eucaryotes
系统自动调节、四环素调节、真核生物基因诱导表达
  • DOI:
  • 发表时间:
    1996
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    David G. Schatz
  • 通讯作者:
    David G. Schatz

David G. Schatz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('David G. Schatz', 18)}}的其他基金

FASEB's The Molecular Mechanisms of Immune Cell Development and Function Conference
FASEB 免疫细胞发育和功能的分子机制会议
  • 批准号:
    10224401
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Genome Architecture in Human Germinal Center B Cell Development, Malignancy, and Somatic Hypermutation
人类生发中心 B 细胞发育、恶性肿瘤和体细胞超突变中的基因组结构
  • 批准号:
    10478178
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Genome Architecture in Human Germinal Center B Cell Development, Malignancy, and Somatic Hypermutation
人类生发中心 B 细胞发育、恶性肿瘤和体细胞超突变中的基因组结构
  • 批准号:
    10706308
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Genome Architecture in Human Germinal Center B Cell Development, Malignancy, and Somatic Hypermutation
人类生发中心 B 细胞发育、恶性肿瘤和体细胞超突变中的基因组结构
  • 批准号:
    10117444
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Genome Architecture in Human Germinal Center B Cell Development, Malignancy, and Somatic Hypermutation
人类生发中心 B 细胞发育、恶性肿瘤和体细胞超突变中的基因组结构
  • 批准号:
    10264152
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Function and Evolutionary Origins of the RAG Endonuclease
RAG 核酸内切酶的功能和进化起源
  • 批准号:
    10231071
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Function and Evolutionary Origins of the RAG Endonuclease
RAG 核酸内切酶的功能和进化起源
  • 批准号:
    10801641
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Targeting of somatic hypermutation in the genome
靶向基因组中的体细胞超突变
  • 批准号:
    10161714
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Targeting of somatic hypermutation in the genome
靶向基因组中的体细胞超突变
  • 批准号:
    10642885
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
The role of AID/APOBEC3 proteins in genome instability in multiple myeloma
AID/APOBEC3 蛋白在多发性骨髓瘤基因组不稳定中的作用
  • 批准号:
    10165658
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 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
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
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

相似海外基金

Project 2: Discovery of novel C. difficile antigens using genetic and biochemical approaches
项目2:利用遗传和生化方法发现新的艰难梭菌抗原
  • 批准号:
    10625693
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Clinical Core
临床核心
  • 批准号:
    10584556
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Clinical Core
临床核心
  • 批准号:
    10419277
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Reversing Immune Dysfunction for HIV-1 Eradication
逆转免疫功能障碍以根除 HIV-1
  • 批准号:
    10469447
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
Reversing Immune Dysfunction for HIV-1 Eradication
逆转免疫功能障碍以根除 HIV-1
  • 批准号:
    10313784
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 52.53万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了