Mitochondrial Quality Control by Drp1
Drp1 的线粒体质量控制
基本信息
- 批准号:9889969
- 负责人:
- 金额:$ 31.93万
- 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:2018-05-01 至 2022-02-28
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Alzheimer&aposs DiseaseAmyotrophic Lateral SclerosisAxonBinding ProteinsBiochemicalBiosensorBrainCRISPR/Cas technologyCellsChemicalsDataDefectDegradation PathwayDendritesDiseaseDynaminEctopic ExpressionElectron TransportEnergy MetabolismGTP BindingGuanosine TriphosphateGuanosine Triphosphate PhosphohydrolasesHealthHippocampus (Brain)HumanHydrolysisHypoxiaIndividualInvestigationKnock-outKnockout MiceLinkLysosomesMaintenanceMeasuresMediatingMembrane PotentialsMembrane ProteinsMitochondriaMonomeric GTP-Binding ProteinsMorphologyMusNeurodegenerative DisordersNeuronsOrganellesOxidative PhosphorylationOxidative StressOxygen ConsumptionPINK1 geneParkinson DiseasePathway interactionsPlayPropertyProtein IsoformsProteinsQuality ControlReactive Oxygen SpeciesRegulationRespirationRoleShort-Term MemoryStressTailTestingTherapeutic InterventionTranslatingTransport ProcessVesicleWorkhuman diseaseinnovationinsightmitochondrial autophagymutantnervous system disordernovelparkin gene/proteinreconstitutionrecruitresponsesyntaxin
项目摘要
Abstract
Mitochondria actively generate ATP via oxidative phosphorylation and constantly undergo high levels of
oxidative stress. Lysosomal degradation of mitochondria is a key quality control that inhibits the accumulation
of mitochondrial damage. Understanding mitochondrial quality control is critical and urgent because its defects
have been linked to many neurological disorders such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease and
amyotrophic lateral sclerosis. Our preliminary data led us to hypothesize that a brain-specific, lysosome-
associated isoform of Drp1 GTPase, termed lysoDrp1, enhances transport of mitochondria to lysosomes by
increasing the proximity between these two organelles. In this proposed investigation, we will test this
hypothesis in two specific aims. In the first aim, we will determine how lysoDrp1 delivers mitochondria into
lysosomes (1.1), how GTP regulates lysoDrp1 (1.2), and what recruits lysoDrp1 to lysosomes (1.3). In the
second aim, we will determine the function of lysoDrp1 in mitochondrial turnover in neurons (2.1), the role of
lysoDrp1-meidated quality control for energy metabolism in neurons (2.2), and the impact of lysoDrp1 on the
survival of neurons (2.3). To successfully accomplish these aims, we will use innovative approaches including
lysoDrp1-specific mouse knockout generated by CRISPR/Cas9, a fluorescent biosensor for the transport of
mitochondria to lysosomes and Drp1-knockout cells reconstituted with single, specific Drp1 isoforms. This work
will have a significant impact on translating the mechanistic information of mitochondrial quality control into
therapeutic interventions for human diseases.
抽象的
线粒体通过氧化磷酸化积极产生ATP,并不断经历高水平
氧化应激。线粒体的溶酶体降解是抑制积累的关键质量控制
线粒体损伤。理解线粒体质量控制至关重要且紧急,因为它的缺陷是
与许多神经系统疾病有关,例如阿尔茨海默氏病,帕金森氏病和
肌萎缩性侧硬化症。我们的初步数据导致我们假设一个大脑特异性的溶酶体 -
DRP1 GTPase的相关同工型称为LysODRP1,可通过
增加了这两个细胞器之间的接近度。在此拟议的调查中,我们将对此进行测试
两个具体目标中的假设。在第一个目标中,我们将确定lysodrp1如何将线粒体传递到
溶酶体(1.1),GTP如何调节Lysodrp1(1.2),以及将LysodRP1募集到溶酶体(1.3)的原因。在
第二个目的,我们将确定LysoDRP1在神经元中线粒体周转率中的功能(2.1),
lysodrp1杀伤的质量控制神经元的能量代谢(2.2),以及lysodrp1对
神经元的生存(2.3)。为了成功实现这些目标,我们将使用创新的方法
lysodrp1特异性小鼠敲除由CRISPR/CAS9产生的,一种用于传输的荧光生物传感器
线粒体到溶酶体和DRP1敲除细胞用单个特定的DRP1同工型重构。这项工作
将将线粒体质量控制的机械信息转化为
人类疾病的治疗干预措施。
项目成果
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