Regulation of Lens Fiber Cell Structure and Function by Post Translational Modification of Intermediate Filaments
通过中间丝的翻译后修饰调节晶状体纤维细胞结构和功能
基本信息
- 批准号:9900012
- 负责人:
- 金额:$ 39.25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-03-01 至 2022-02-28
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AffectAgeAgingAntibodiesAppearanceAtomic Force MicroscopyBiological ModelsBiologyCaliberCaspaseCell Differentiation processCell MaturationCell physiologyCellsCellular StructuresChronologyClustered Regularly Interspaced Short Palindromic RepeatsCrystalline LensDataElectron MicroscopyEventGenesGenetic EngineeringGenetic TranscriptionHumanIntermediate Filament ProteinsIntermediate FilamentsLens FiberLifeLightLipidsMapsMasksMass Spectrum AnalysisMechanicsMediatingMitosisModelingModificationMolecularMusMutationNeonatalOpticsOrganellesOrganismPhenotypePhosphorylationPhosphorylation SitePost-Translational Modification SitePost-Translational Protein ProcessingProcessProtein BiosynthesisProteinsPublishingRegulationReportingResistanceResolutionRestSeriesSiteStructureSurfaceTestingThickTimeTissuesTranslatingTranslationsWorkZebrafishcell typeexperimental studyfiber celllensmechanical propertiesmouse modelmutantprogramsprotein functiontemporal measurement
项目摘要
Project Summary/Abstract
The ocular lens is an excellent model in which to study cellular and molecular aging. The lens is
arranged as a series of concentric shells each 1 fiber cell thick. Lenses grow throughout life by
addition of new shells to existing shells. Because no cells are lost with age, the shells are
arranged in exact chronological order by birthdate, with the oldest at the center, and youngest at
the surface. In humans this is about 2,500 concentric shells. Even more remarkable, fiber cells
retain all their membranous organelles only until they complete formation of a new shell, at
which point they are destroyed. In human lenses, only the outer 100 or so of the 2,500 layers
has organelles. The other 2,400 layers are incapable of protein synthesis, and live the lifetime of
the organism without protein replacement. Despite the inability to synthesize new protein, fiber
cells undergo dramatic structural changes well past the point at which they have lost organelles.
On the basis of preliminary data, and previously published work, we hypothesize that these
structural changes are powered by a progression of post translational modifications (PTMs) to
lens-specific intermediate filament (IF) proteins. We hypothesize that these PTMs change
protein function which then orchestrates structural change. The field of lens biology is revealing
a large number of similar processes that progress in cells lacking biosynthetic potential. We
believe this proposal can directly test the cause (PTM) and effect (structural change) for at least
one set of these changes, and do so with cell‐level resolution. Successful completion of this
proposal will establish a mechanism by which cells can effect a progression of predictable
structural changes, over time, in the absence of protein synthesis. To do this, we will identify
PTMs, localize them with respect to structural change, then test the effect of the PTM directly by
using CRISPR to genetically modify zebrafish IF PTM sites, and then translate key observation
from zebrafish, into a mouse model.
项目概要/摘要
目镜是研究细胞和分子衰老的绝佳模型。
晶状体排列成一系列同心壳,每个纤维细胞厚度为 1 个。
由于细胞不会随着年龄的增长而丢失,因此将新的壳添加到现有的壳中。
按出生日期准确地按时间顺序排列,最年长的在中心,最小的在中间
人体表面有大约 2,500 个同心壳,更引人注目的是纤维细胞。
仅保留所有膜细胞器,直到它们完成新壳的形成,
在人类晶状体中,只有 2,500 层中的外部 100 层左右被破坏。
其他 2,400 个细胞层不能合成蛋白质,其寿命为
尽管有机体无法合成新的蛋白质、纤维。
细胞经历剧烈的结构变化,远远超过它们失去细胞器的程度。
根据初步数据和之前发表的工作,我们致力于这些
结构变化是由一系列翻译后修饰(PTM)驱动的
我们认为这些 PTM 会发生变化。
蛋白质功能随后协调结构变化,晶状体生物学领域正在揭示这一点。
在缺乏生物合成潜力的细胞中进行大量类似的过程。
相信这个提案至少可以直接测试原因(PTM)和结果(结构变化)
一组这些更改,并通过单元级分辨率成功完成此操作。
该提案将建立一种机制,通过该机制细胞可以影响可预测的进展
随着时间的推移,在没有蛋白质合成的情况下,结构会发生变化。为此,我们将确定。
PTM,根据结构变化对它们进行本地化,然后直接测试 PTM 的效果
使用 CRISPR 对斑马鱼 IF PTM 位点进行基因修饰,然后转化关键观察结果
从斑马鱼到小鼠模型。
项目成果
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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
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