Molecular basis of ionizing radiation resistance
抗电离辐射的分子基础
基本信息
- 批准号:9923665
- 负责人:
- 金额:$ 29.33万
- 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:2017-08-01 至 2021-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AmazeBacteriaBioremediationsCell WallCellsComplexDNA RepairDeinococcusDeinococcus radioduransDirected Molecular EvolutionDoseElectronsEngineeringEscherichia coliEvolutionExhibitsGenesGeneticGenomicsGoalsGrowthHome environmentHumanIndividualIndustryIonizing radiationLaboratoriesMammalsMedicalMedicineMembraneMetabolicMetalsModernizationMolecularMutationMutation AnalysisPathway interactionsPhenotypePhotonsPhysiologyPopulationProcessProteinsProteomeProtocols documentationRadiationRadioactive WasteResistanceResourcesRoentgen RaysSalmonella entericaSalmonella typhimuriumSiteSourceStructureSurvivorsSystemSystems BiologyTimeWorkdesignds-DNAexperimental studygenetic analysisinnovationirradiationmacromoleculemetabolomemicrobialmicroorganismnovelnovel strategiesoxidationparticlepregnantradiation resistanceradioresistantrepairedresistant straintranscriptome
项目摘要
Project Summary/Abstract
In this project, we will systematically define the genetic and cellular adaptations
associated with an extremophile phenotype in bacteria – extraordinary resistance
to the effects of ionizing radiation (IR). Instead of studying prototypical IR
resistant species such as Deinococcus radiodurans, we are generating IR resistant
Escherichia coli populations by directed evolution. The resulting strains approach,
and in some cases exceed the levels of IR resistance seen in Deinococcus. Analysis
of the mutations underlying the acquired phenotype will allow us to quickly
home in on the key cellular innovations. The ultimate goal is to define ALL
processes and mechanisms that contribute to an extreme IR resistance
phenotype. The directed evolution of this phenotype in E. coli provides a
window that makes this possible.
In this work we will both exploit and expand an existing resource of four
highly evolved populations of E. coli. Using directed evolution, all of these have
acquired high levels of IR resistance. The populations are designated IR-1-20, IR-
2-20, IR-3-20, and IR-4-20. We have already defined the mutations most relevant
to the phenotype in both IR-2-20 and IR-3-20. In addition, we are currently
generating four new evolved populations from scratch, using a different type of
radiation source, and further evolving the four existing populations. There are
four specific aims:
Aim 1 focuses on the evolution of new and existing populations, as well as
definition of the mutations that make substantial contributions to the phenotype.
Defined strains with key contributing mutations, isolated in an otherwise wild
type background, will be constructed. Aim 2 represents a general effort to use the
modern resources of systems biology to thoroughly characterize the evolved
populations and single colony isolates derived from them. Aim 3 will focus on an
exploration of one particular contributing mechanism of IR resistance involving
genetic alterations in genes encoding proteins involved in replication restart.
Aim 4 is the capstone. We will use information gained from aims 1-3 to transfer
the IR resistance phenotype intact by introducing a defined set of mutations into
Salmonella enterica.
项目摘要/摘要
在这个项目中,我们将系统地定义遗传和细胞适应
与细菌中的极端表型相关 - 特殊抗性
电离辐射的影响(IR)而不是研究原型IR
抗性物种,例如deinococcus radiodurans,我们正在产生IR抗性
大肠杆菌通过导致的菌株接近。
在某些半决赛中,降低了Deinococcus中的IR抗性水平
在获得的表型基础的突变中,将使我们能够快速
在关键的酒窖创新中的家园。
导致极端抗性的过程和机制
表型。
窗口使这成为可能。
在这项工作中,我们将利用和扩展现有的四个四四四个四四四的现有资源
大肠杆菌的高度进化种群。
获得高水平的IR耐药性。
2-20,IR-3-20和IR-4-20。
对于IR-2-20和IR-3-20的表型。
使用不同类型的
辐射源,进一步进化
四个具体目标:
AIM 1专注于新的和现有人群的发展以及
对表型做出重大贡献的突变的定义。
定义的菌株具有关键贡献突变,在原本野外隔离
类型的背景将构造。
系统生物学的现代资源以彻底表征进化
从它们得出的爆裂和单个菌落分离株。
探索涉及的IR抗性的一种特定促进机制
重新启动参与复制的蛋白质的基因的遗传改变。
AIM 4是Capstone。
通过将一组定义的突变集中在
沙门氏菌肠。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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