The Role of LEM Domain Proteins in Nuclear Function
LEM 结构域蛋白在核功能中的作用
基本信息
- 批准号:10439450
- 负责人:
- 金额:$ 38.53万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2010
- 资助国家:美国
- 起止时间:2010-06-01 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:ATR checkpointAdultAffectBindingBinding ProteinsCHEK2 geneCell DeathCell MaintenanceCellsCessation of lifeChromatinChromosomesClustered Regularly Interspaced Short Palindromic RepeatsComplexCystCytologyDNADNA DamageDataDefectDeformityDevelopmentDiseaseDisease modelDrosophila genusFailureFamilyFatty acid glycerol estersFunctional disorderGene Expression ProfileGenesGeneticGenomeGerm CellsHealthHeterochromatinHigh-Throughput RNA SequencingHomeostasisHumanInterphase CellLeadLinkMembraneMitosisMonitorMutationNuclearNuclear EnvelopeNuclear Inner MembraneNuclear LaminaNuclear StructureOntologyPathway interactionsPhenotypePhosphotransferasesPlayPremature aging syndromeProteinsRoleShapesSignal PathwaySignal TransductionSkeletal MuscleSkinStressStructural defectStructureTertiary Protein StructureTestingTissuesTranscriptional ActivationVariantadult stem cellbarrier-to-autointegration factorbasebonedelta proteinds-DNAexperimental studygermline stem cellshistone-binding proteinsimprovedknock-downmutantnoveloverexpressionpreventresponsesensorstem cell homeostasisstem cell populationstem cell survivalstem cellstherapeutic developmenttooltranscription factortranscriptome
项目摘要
ABSTRACT
Human laminopathies are caused by mutations in genes encoding nuclear lamina (NL)
proteins. These proteins form an extensive network that lies beneath the inner nuclear
membrane. A unifying disease model suggests that lost tissue homeostasis is due to a
failure to maintain adult stem cells. Although NL proteins responsible for laminopathies
have been identified, it remains unclear how these proteins maintain healthy stem cell
populations and promote tissue homeostasis. The conserved NL family of LEM-domain
(LEM-D) proteins play a critical role in building nuclear structure and the NL. LEM-D
proteins bind Barrier-to-Autointegration Factor (BAF), a conserved double stranded DNA
and histone binding protein. Interactions between LEM-D proteins and BAF target
nuclear membranes to chromosomes during nuclear assembly after mitosis. In addition,
LEM-D proteins interact with BAF to tether the genome to the nuclear periphery and
establish repressed chromatin domains in non-dividing cells. We investigate the
Drosophila LEM-D family, focusing on Otefin, a LEM-D protein that is required for
survival of adult germline stem cells (GSCs). The otefin mutant GSCs carry structural
deformities of the NL and chromatin changes that are shared with laminopathic cells. My
lab discovered that these mutant GSCs die because of activation of a novel checkpoint
pathway that uses two DNA damage response (DDR) kinases, ATR and Checkpoint
kinase 2 (Chk2). Although otefin mutant GSCs carry DNA damage, damage
accumulation depends upon Chk2, demonstrating that DNA damage results from
checkpoint activation. Based on these and other data, we hypothesize that NL
deformation is responsible for activation of ATR and Chk2, a prediction supported by
emerging evidence that ATR is a global sensor of structural deformities of cellular
components. In this proposal, two Aims are proposed. In Aim 1, we will define the
mechanism of ATR/Chk2 activation in otefin mutant GSCs. In Aim 2, we define Chk2-
dependent pathways involved in GSC death. We expect our studies will have a broad
impact. Nuclear shape changes are shared features of laminopathies and premature
aging syndromes. We predict that activation of the NL checkpoint might contribute to lost
stem cell maintenance in these diseases.
抽象的
人类核纤层病是由编码核纤层 (NL) 的基因突变引起的
蛋白质。这些蛋白质形成了位于内核下方的广泛网络
膜。统一的疾病模型表明,组织稳态的丧失是由于
无法维持成体干细胞。尽管 NL 蛋白导致核纤层蛋白病
已被鉴定,但仍不清楚这些蛋白质如何维持健康的干细胞
群体并促进组织稳态。 LEM 结构域的保守 NL 家族
(LEM-D) 蛋白在构建核结构和 NL 中发挥着关键作用。 LEM-D
蛋白质结合屏障自动整合因子 (BAF),这是一种保守的双链 DNA
和组蛋白结合蛋白。 LEM-D 蛋白与 BAF 靶标之间的相互作用
有丝分裂后核组装过程中核膜与染色体的结合。此外,
LEM-D 蛋白与 BAF 相互作用,将基因组束缚在核外围,
在非分裂细胞中建立抑制的染色质结构域。我们调查了
果蝇 LEM-D 家族,重点关注 Otefin,这是一种 LEM-D 蛋白,是
成体生殖干细胞 (GSC) 的存活。 otefin 突变体 GSC 携带结构
NL 畸形和核纤层蛋白病细胞共有的染色质变化。我的
实验室发现这些突变的 GSC 因新检查点的激活而死亡
使用两种 DNA 损伤反应 (DDR) 激酶 ATR 和检查点的途径
激酶 2 (Chk2)。尽管otefin突变体GSC携带DNA损伤,但损伤
积累取决于 Chk2,证明 DNA 损伤是由
检查点激活。基于这些和其他数据,我们假设 NL
变形负责 ATR 和 Chk2 的激活,这一预测支持
新的证据表明 ATR 是细胞结构畸形的全局传感器
成分。在该提案中,提出了两个目标。在目标 1 中,我们将定义
otefin 突变 GSC 中 ATR/Chk2 激活机制。在目标 2 中,我们定义 Chk2-
参与 GSC 死亡的依赖途径。我们期望我们的研究将具有广泛的
影响。核形状变化是核纤层蛋白病和早产儿的共同特征
衰老综合症。我们预测 NL 检查点的激活可能会导致丢失
这些疾病中的干细胞维持。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Drosophila male and female germline stem cell niches require the nuclear lamina protein Otefin.
果蝇雄性和雌性生殖干细胞巢需要核纤层蛋白 Otefin。
- DOI:10.1016/j.ydbio.2016.05.001
- 发表时间:2016-07-01
- 期刊:
- 影响因子:2.7
- 作者:Barton LJ;Lovander KE;Pinto BS;Geyer PK
- 通讯作者:Geyer PK
The Drosophila nuclear lamina protein otefin is required for germline stem cell survival.
果蝇核纤层蛋白otefin是生殖干细胞存活所必需的。
- DOI:10.1016/j.devcel.2013.05.023
- 发表时间:2013-06-24
- 期刊:
- 影响因子:11.8
- 作者:Barton, Lacy J.;Pinto, Belinda S.;Wallrath, Lori L.;Geyer, Pamela K.
- 通讯作者:Geyer, Pamela K.
Developmental changes in nuclear lamina components during germ cell differentiation.
生殖细胞分化过程中核层成分的发育变化。
- DOI:
- 发表时间:2024-12
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Perales, Isabella E;Jones, Samuel D;Piaszynski, Katherine M;Geyer, Pamela K
- 通讯作者:Geyer, Pamela K
Networking in the nucleus: a spotlight on LEM-domain proteins.
细胞核中的网络:LEM 结构域蛋白的焦点。
- DOI:10.1016/j.ceb.2015.03.005
- 发表时间:2015-06
- 期刊:
- 影响因子:7.5
- 作者:Barton LJ;Soshnev AA;Geyer PK
- 通讯作者:Geyer PK
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