Distal mRNA localization and translation in neural stem cells of the developing brain
发育中大脑的神经干细胞中的远端 mRNA 定位和翻译
基本信息
- 批准号:10435490
- 负责人:
- 金额:$ 35.66万
- 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:2018-09-01 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Active Biological TransportAddressBindingBinding ProteinsBiological AssayBiologyBrainCell SeparationCellsCytoskeletonDataDevelopmentDiagnosticDistalElementsEmbryoEmbryonic StructuresEtiologyExhibitsFMR1Fragile X SyndromeFunctional disorderGene ExpressionGene Expression RegulationGenerationsGenesHumanImageImaging DeviceIn SituIn VitroKineticsLeadMeasuresMeningesMessenger RNAMethodsMicrocephalyMolecularMonitorMusNervous system structureNeurodevelopmental DisorderNeurogliaNeuronsPathway interactionsPatternPost-Transcriptional RegulationProcessProteinsProteomicsRNARNA BindingRNA metabolismRNA-Binding ProteinsRadialRegulationReporterRoleSamplingSignal TransductionStructureSynapsesTestingTherapeuticTissuesTranscriptTranslatingTranslational RegulationTranslationsTretinoinautism spectrum disorderaxon guidancegenomic toolshuman fetal brainimaging approachin vivoin vivo Modelinfancyinsightmigrationmolecular imagingmutantnerve stem cellnervous system disorderneuroregulationnovelprotein functionrelating to nervous systemtranscriptome
项目摘要
Abstract
mRNA localization and local translation are conserved mechanisms enabling spatial and temporal control of
gene expression. These processes are particularly important in the nervous system, where local regulation of
gene expression influences axon guidance and synaptic activity. Much of our understanding of mRNA
localization and local translation has relied upon in vitro studies. We recently established a novel tractable in
vivo paradigm for investigating local gene regulation in vivo in the developing nervous system. Specifically we
found that mRNA is sub-cellularly localized and locally translated in basal structures of embryonic radial glial
cells (RGCs), called endfeet. These basal structures are essential for tissue integrity and neuronal migration,
thus impacting the central function of RGCs in neuron generation. We developed live imaging approaches to
discover that mRNA can be actively transported in RGCs and locally translated in basal endfeet. We also
developed novel methods to isolate RGC endfeet and used these to discover a local transcriptome in endfeet,
bound by the RNA binding protein, FMRP. Our studies lead us to hypothesize that RNA localization and local
translation are intrinsically and extrinsically regulated in RGC endfeet to influence signaling and the
cytoskeleton. In this proposal we aim to implement these new molecular imaging and genomic tools towards:
(1) discovering local transcriptomes of RGC endfeet across development, (2) determining intrinsic and extrinsic
regulation of translation in RGC endfeet, and (3) defining functions for RNA localization in RGC endfeet.
Successfully completed, we will have significantly advanced our understanding of mRNA localization and
translation in the developing nervous system, by studying these processes in an in vivo model.
抽象的
mRNA 定位和局部翻译是保守机制,能够实现空间和时间控制
基因表达。这些过程在神经系统中特别重要,其中局部调节
基因表达影响轴突引导和突触活动。我们对 mRNA 的大部分了解
本地化和本地翻译依赖于体外研究。我们最近建立了一个新颖的易处理的
用于研究发育中神经系统体内局部基因调控的体内范例。具体来说我们
发现 mRNA 是亚细胞定位的,并在胚胎放射状胶质细胞的基底结构中进行局部翻译
细胞(RGC),称为端脚。这些基底结构对于组织完整性和神经元迁移至关重要,
从而影响 RGC 在神经元生成中的中心功能。我们开发了实时成像方法
发现 mRNA 可以在 RGC 中主动转运并在基端足中进行局部翻译。我们也
开发了分离 RGC endfeet 的新方法,并利用这些方法发现了 endfeet 中的局部转录组,
被 RNA 结合蛋白 FMRP 结合。我们的研究使我们假设 RNA 定位和局部
RGC 末端脚的翻译受到内在和外在的调节,以影响信号传导和
细胞骨架。在本提案中,我们的目标是实施这些新的分子成像和基因组工具:
(1) 发现 RGC 端足在整个发育过程中的局部转录组,(2) 确定内在和外在的转录组
RGC endfeet 中翻译的调节,以及 (3) 定义 RGC endfeet 中 RNA 定位的功能。
如果成功完成,我们将显着提高我们对 mRNA 定位和
通过在体内模型中研究这些过程,在发育中的神经系统中进行翻译。
项目成果
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