Deciphering the germline-specific mechanisms regulating piRNA gene expression from large genomic domains
破译大基因组区域调节 piRNA 基因表达的种系特异性机制
基本信息
- 批准号:10551195
- 负责人:
- 金额:$ 3.26万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-01-01 至 2023-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AbbreviationsAffectBindingBiochemicalBiogenesisBioinformaticsBiological AssayCaenorhabditis elegansCell NucleusChIP-seqChemicalsChromatinChromosomesComplexDNA BindingDNA Polymerase IIDataEnvironmentEventExhibitsFertilityGene ClusterGene ExpressionGenesGenetic TranscriptionGenomeGenomic SegmentGenomic approachGenomicsGermGerm CellsGerm LinesGlobal ChangeGoalsHealthHumanIndividualInfertilityMaintenanceMediatingNematodaNucleosomesPathway interactionsPatternPhenotypePositioning AttributeProductionProteinsProthrombinRNARNA InterferenceRNA Polymerase IIRegulationRegulator GenesResearchResolutionSANT DomainSamplingSmall Nuclear RNASmall RNASpecificityTATA BoxTechniquesTestingTissuesTranscriptional RegulationTransposaseWorkchromatin immunoprecipitationgenetic elementgenome integrityhistone methyltransferasehistone modificationinhibitorinsightmutantnovelpiRNApreservationprotective pathwayprotein complexrecruittooltranscription factortranscriptome sequencing
项目摘要
Project Summary/Abstract
The Piwi-interacting RNA (piRNA) pathway is a conserved small RNA pathway that protects germ cells from
consequences arising from active foreign genetic elements such as transposons. In C. elegans, >10,000
sequence-diverse piRNA genes cluster in two distinct megabase-scale regions in the genome. piRNA
clustering is conserved across nematode species, implying that it is important for piRNA expression. Despite
being clustered within distinct genomic regions, piRNA genes are individually transcribed by RNA Polymerase
II (RNA pol II) and the resulting short RNAs are suggested to be produced when RNA pol II is in its “paused”
state. The goal of this proposal is to understand how over 10,000 piRNAs are coordinately upregulated from
these large genomic domains in a germline-specific manner. Our lab and others identified the transcription
factors SNPC-4 and PRDE-1, which form a complex that spreads across piRNA gene clusters specifically in
the germ line to promote piRNA production. However, the mechanism by which SNPC-4/PRDE-1 coordinates
piRNA gene expression is unknown. I hypothesize that SNPC-4/PRDE-1 spreading mediates piRNA
biogenesis by affecting chromatin organization and/or controlling transcriptional activity. Recently, our
lab developed a reliable technique to isolate germ nuclei (IGN) at quantities for large scale genomic assays,
which I will use to define at high resolution and specificity the germline-specific patterns of chromatin
organization and transcriptional machinery of piRNA gene clusters. To date, I have isolated germ nuclei from
wildtype and prde-1 mutants and investigated three candidate histone modifications using ChIP-seq, and
observed a global change in repressive histone modifications. By combining the IGN technique with a variety
of genomic approaches, I aim to investigate whether SNPC-4/PRDE-1 coordinate piRNA expression by
influencing chromatin organization (Aim 1), and transcriptional events (Aim 2). In Aim 1, I will investigate
whether SNPC-4/PRDE-1 affect chromatin accessibility across the piRNA gene clusters and whether the local
chromatin environment affects SNPC-4/PRDE-1 binding. In Aim 2, I will investigate whether SNPC-4/PRDE-1
aids in RNA Pol II recruitment and whether SNPC-4/PRDE-1 interact with factors that control the paused state
of RNA Pol II. In addition, I will determine if the RNA Pol II paused state affects SNPC-4/PRDE-1 binding at
piRNA gene clusters. Completion of these aims will advance our understanding of piRNA biogenesis by
deciphering the mechanisms that control chromatin organization and transcriptional machinery of the piRNA
gene clusters, which is essential for germline maintenance and function. Ultimately, this work is likely to be
relevant to understanding the mechanisms that underlie regulation of complex gene regulatory loci in many
different genomes across species.
项目概要/摘要
Piwi 相互作用 RNA (piRNA) 途径是一种保守的小 RNA 途径,可保护生殖细胞免受
由活跃的外来遗传元件(例如转座子)引起的后果 在秀丽隐杆线虫中,>10,000。
序列多样化的 piRNA 基因聚集在基因组中两个不同的兆碱基级区域。
尽管如此,聚类在线虫物种中都是保守的,这意味着它对于 piRNA 的表达很重要。
piRNA 基因聚集在不同的基因组区域内,由 RNA 聚合酶单独转录
II (RNA pol II) 和由此产生的短 RNA 建议在 RNA pol II 处于“暂停”状态时产生
该提案的目标是了解 10,000 多种 piRNA 是如何协调上调的。
我们的实验室和其他实验室以种系特异性的方式鉴定了这些大的基因组结构域的转录。
SNPC-4 和 PRDE-1 因子,它们形成一个复合物,在 piRNA 基因簇中传播,特别是
然而,SNPC-4/PRDE-1 的协调机制。
piRNA 基因表达尚不清楚,我认为 SNPC-4/PRDE-1 传播介导 piRNA。
最近,我们的研究通过影响染色质组织和/或控制转录活性来实现生物发生。
实验室开发了一种可靠的技术来大量分离胚核 (IGN),以进行大规模基因组分析,
我将用它来以高分辨率和特异性定义染色质的种系特异性模式
piRNA 基因簇的组织和转录机制 迄今为止,我已从其中分离出胚核。
野生型和 prde-1 突变体,并使用 ChIP-seq 研究了三种候选组蛋白修饰,以及
通过将 IGN 技术与各种技术相结合,观察到抑制性组蛋白修饰的整体变化。
在基因组方法中,我的目的是研究 SNPC-4/PRDE-1 是否通过以下方式协调 piRNA 表达:
影响染色质组织(目标 1)和转录事件(目标 2)。在目标 1 中,我将进行研究。
SNPC-4/PRDE-1 是否影响 piRNA 基因簇的染色质可及性以及局部
染色质环境影响 SNPC-4/PRDE-1 结合 在目标 2 中,我将研究 SNPC-4/PRDE-1 是否存在。
有助于 RNA Pol II 募集以及 SNPC-4/PRDE-1 是否与控制暂停状态的因素相互作用
此外,我将确定 RNA Pol II 暂停状态是否影响 SNPC-4/PRDE-1 的结合。
piRNA 基因簇的完成将增进我们对 piRNA 生物发生的理解。
破译 piRNA 染色质组织和转录机制的控制机制
最终,这项工作可能对种系维持和功能至关重要。
与理解许多复杂基因调控位点的调控机制相关
不同物种的基因组不同。
项目成果
期刊论文数量(1)
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 }}
Nancy Sanchez其他文献
Nancy Sanchez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('Nancy Sanchez', 18)}}的其他基金
Deciphering the germline-specific mechanisms regulating piRNA gene expression from large genomic domains
破译大基因组区域调节 piRNA 基因表达的种系特异性机制
- 批准号:
10387717 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 3.26万 - 项目类别:
相似国自然基金
干旱内陆河高含沙河床对季节性河流入渗的影响机制
- 批准号:52379031
- 批准年份:2023
- 资助金额:51 万元
- 项目类别:面上项目
沿纬度梯度冠层结构多样性变化对森林生产力的影响
- 批准号:32371610
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
开放与二元结构下的中国工业化:对增长与分配的影响机制研究
- 批准号:72373005
- 批准年份:2023
- 资助金额:40 万元
- 项目类别:面上项目
基于MF和HPLC-ICP-MS监测蛋白冠形成与转化研究稀土掺杂上转换纳米颗粒对凝血平衡的影响机制
- 批准号:82360655
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
高寒草灌植被冠层与根系结构对三维土壤水分动态的影响研究
- 批准号:42301019
- 批准年份:2023
- 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
Pilot Studies of PAX3-FOXO1 Fusions Proteins in Alveolar Rhabdomyosarcoma
PAX3-FOXO1 融合蛋白在肺泡横纹肌肉瘤中的初步研究
- 批准号:
10726763 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.26万 - 项目类别:
Targeting HNF4-induced thrombo-inflammation in Chagas disease
针对恰加斯病中 HNF4 诱导的血栓炎症
- 批准号:
10727268 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.26万 - 项目类别:
Validation of the joint-homing and drug delivery attributes of novel peptides in a mouse arthritis model
在小鼠关节炎模型中验证新型肽的关节归巢和药物递送特性
- 批准号:
10589192 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.26万 - 项目类别:
Examination of Ornithine Decarboxylase Antizyme RNA Structure and Function from Various Organisms for the Development of Antibiological Agents
检查不同生物体的鸟氨酸脱羧酶抗酶 RNA 结构和功能,用于开发抗生素
- 批准号:
10730595 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.26万 - 项目类别:
Nitric oxide as a novel regulator of alternative splicing
一氧化氮作为选择性剪接的新型调节剂
- 批准号:
10673458 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.26万 - 项目类别: