Determining the specificity and biological functions of widespread host mRNA degradation by RNase L

确定 RNase L 广泛降解宿主 mRNA 的特异性和生物学功能

基本信息

  • 批准号:
    9757551
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.16万
  • 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:
    2019-03-09 至 2022-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract The innate immune response is crucial for controlling infection by human pathogens. However, over-activation of the innate immune response can cause chronic inflammation that leads to human diseases, such as cancers and autoimmune disorders. To better understand and treat these diseases, developing a deeper understanding of how the innate immune system functions is paramount. In particular, the mechanisms that lead to global host shut-off of translation in response to double-stranded RNA (dsRNA), while allowing the expression of dsRNA- induced antiviral and pro-inflammatory mRNAs has remained an incompletely understood aspect of the innate immune response. Assessment of the potent antiviral endoribonuclease, ribonuclease L (RNase L), at the single-cell level revealed that it is the primary driver of translational arrest and functions by promoting rapid and widespread turnover of mRNAs. This is a significant shift in the understanding of dsRNA-induced translational arrest, as it would permit translation of mRNAs that are not degraded by RNase L. Consistent with this, the mRNA of the potent antiviral interferon-b (IFN-b) cytokine escapes RNase L-mediated mRNA turnover, potentially allowing for translation of the IFN-b mRNA. Based on these preliminary findings, this application proposes to test the hypothesis that widespread RNase L- mediated mRNA turnover functions to preferentially promote translation of antiviral mRNAs that are resistant to RNase L-mediated mRNA turnover. These findings may provide novel insights into RNase L-mediated translational arrest and antiviral gene expression that will have translational importance for understanding and treating human disease associated with dysregulation of the innate immune response. Aim 1: High-throughput sequencing and single-molecule fluorescent in situ hybridization (smFISH) will be used to identify mRNAs in addition to the IFN-b mRNA that are resistant to RNase L-mediated mRNA turnover. Aim 2: Targeted mutagenesis, chimeric mRNAs, and heterologous promoters, will be used to determine the mechanistic basis by which RNase L resistant mRNA escape RNase L-mediated mRNA turnover. Aim 3: Single-cell analysis of mRNA expression and protein translation in conjunction with ribosomal profiling will be performed to determine if RNase L-mediated mRNA promotes the translation of RNase L resistant mRNAs. Completion of these aims will determine the breadth of mRNAs resistant to RNase L-driven mRNA turnover, determine the mechanism(s) by which mRNAs escape RNase L-mediated mRNA turnover, and provide a novel mechanism by which RNase L regulates antiviral gene expression during the innate immune response. !
项目摘要/摘要 先天免疫反应对于控制人类病原体感染至关重要。但是,过度激活 先天免疫反应会导致慢性炎症,导致人类疾病,例如癌症 和自身免疫性疾病。更好地理解和治疗这些疾病,建立更深入的理解 先天免疫系统功能的最重要。特别是导致全球主机的机制 响应双链RNA(dsRNA)的翻译关闭,同时允许dsRNA-的表达 诱导的抗病毒和促炎性mRNA仍然是一个不完全理解的先天性的 免疫反应。 在单细胞水平上评估有效的抗病毒核酸酶核糖核酸酶L(RNase L) 通过促进快速而广泛的营业额,它是转化逮捕和功能的主要驱动力 mrnas。这是对DSRNA诱导的翻译逮捕的理解的重大转变,因为这将允许 RNase L.不降解的mRNA的翻译。 干扰素B(IFN-B)细胞因子逃脱RNase L介导的mRNA转换,有可能允许翻译 IFN-B mRNA。 基于这些初步发现,该应用提出了测试广泛的RNase l-的假设 介导的mRNA转离功能优先促进抗病毒mRNA的翻译 RNase L介导的mRNA更新。这些发现可能为RNase L介导的新颖见解提供了新的见解 翻译停滞和抗病毒基因表达将对理解和 治疗与先天免疫反应失调相关的人类疾病。目标1:高通量 测序和单分子荧光原位杂交(Smfish)将用于识别MRNA 除了对RNase L介导的mRNA更新具有抗性的IFN-B mRNA。目标2:针对性 诱变,嵌合mRNA和异源启动子将用于确定机械基础 这是RNase L耐药mRNA逃脱RNase L介导的mRNA转换。目标3:mRNA的单细胞分析 将进行表达和蛋白质翻译与核糖体分析结合的表达和蛋白质翻译,以确定RNase是否是否 L介导的mRNA促进了RNase L耐药mRNA的翻译。这些目标的完成将 确定抗RNase L驱动mRNA的mRNA宽度,确定机制 mRNA逃脱了RNase L介导的mRNA转换,并提供了一种新型机制 在先天免疫反应期间调节抗病毒基因表达。 呢

项目成果

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