Dynamic association of transcription initiation proteins with chromatin at single-molecule resolution in living yeast

活酵母中转录起始蛋白与染色质在单分子分辨率下的动态关联

基本信息

  • 批准号:
    10557286
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.92万
  • 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:
    2019-08-01 至 2023-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A central paradigm for eukaryotic gene control posits that sequence-specific transcription factors search for and locate their genomic targets in a crowded nuclear environment, often acting combinatorially and cooperatively at regulatory DNA elements in chromatin to recruit and direct the ordered assembly of a transcription pre-initiation complex composed of general transcription factors and RNA polymerase. Although the identities and functions of several hundred transcription-related proteins are known, there is little information on the timescales under which they operate in the transcription process, and the regulatory influence of chromatin architecture, remodeling and modification on transcription protein kinetics. This proposal aims to test the hypothesis that chromatin binding of transcription initiation proteins in the cell nucleus occurs with rapid kinetics in live cells, and that chromatin remodeling and modification has a role in regulating transcription protein dynamics. We will use live-cell single-molecule imaging in the model organism budding yeast to monitor the diffusive behavior of transcription initiation proteins at high spatio-temporal resolution. This ‘in vivo biochemistry’ approach differs from and is complementary to ChIP-Seq techniques that map transcription factor occupancy genome-wide at base pair resolution but provide little information on binding dynamics. To elucidate regulatory contributions of chromatin architecture to transcription initiation protein dynamics, we will measure their mobilities in yeast mutants conditionally depleted for chromatin remodeling and modification enzymes. We will engineer and functionally validate DNA constructs encoding components representative of the general transcription factors and major sequence-specific DNA binding transcription factors fused to a self- labeling protein tag (HaloTag) that allows labeling with a cell-permeable organic fluorophore (Janelia Fluor). Live- cell imaging of fluorescently labeled transcription factors at single-molecule resolution will measure protein diffusion and distinguish between chromatin-bound and chromatin-free populations and estimate residence times of the bound population. Further, we will use conditional depletion of 6 major chromatin remodelers and histone modifiers to reveal changes in the diffusive parameters of transcription initiation proteins under conditions of chromatin perturbation to inform which among several diffusive parameters are subject to chromatin controls. By combining with conditional mutant genetics with live-cell single-molecule imaging, we hope to transform understanding of the kinetic mechanisms by which chromatin architecture regulates the transcription initiation process and develop a potentially routine technology complementary to current genome-wide analytical techniques to benefit other areas of yeast nuclear and chromosome biology, including studies of DNA replication, repair, and recombination.
序列特异性转录因子搜索和识别的真核基因控制位置的中心范式 在拥挤的核环境中定位其基因组靶标,通常以组合和合作的方式发挥作用 染色质中的调控 DNA 元件,用于招募和指导转录前启动的有序组装 由一般转录因子和RNA聚合酶组成的复合物虽然具有相同的身份和功能。 已知数百种转录相关蛋白,但关于时间尺度的信息很少 它们在转录过程中发挥作用,以及染色质结构的调节影响, 该提案旨在检验以下假设: 细胞核中转录起始蛋白的染色质结合在活细胞中以快速动力学发生,并且 我们将使用染色质重塑和修饰在调节转录蛋白动力学中发挥作用。 在模型生物芽殖酵母中进行活细胞单分子成像,以监测其扩散行为 这种“体内生物化学”方法有所不同。 来自 ChIP-Seq 技术,并且与 ChIP-Seq 技术互补,该技术可在全基因组范围内绘制转录因子占用情况 碱基对解析,但提供很少的关于结合动力学的信息来阐明碱基对的调节贡献。 染色质结构到转录起始蛋白动力学,我们将测量它们在酵母中的迁移率 有条件地耗尽染色质重塑和修饰酶的突变体。 我们将设计和功能验证 DNA 构建体编码代表的组件 一般转录因子和主要序列特异性 DNA 结合转录因子融合到自体 标记蛋白标签 (HaloTag),允许使用细胞可渗透的有机荧光团 (Janelia Fluor) 进行标记。 单分子分辨率的荧光标记转录因子的细胞成像将测量蛋白质 扩散并区分染色质结合群体和无染色质群体并估计居住地 此外,我们将使用 6 个主要染色质重塑剂的条件去除和 组蛋白修饰剂揭示转录起始蛋白在一定条件下扩散参数的变化 染色质扰动的结果,以告知几个扩散参数中的哪些参数受到染色质控制。 通过将条件突变遗传学与活细胞单分子成像相结合,我们希望能够改变 了解染色质结构调节转录起始的动力学机制 处理和开发一种潜在的常规技术,以补充当前的全基因组分析 使酵母核和染色体生物学其他领域受益的技术,包括 DNA 复制的研究, 修复、重组。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Kinetic principles underlying pioneer function of GAGA transcription factor in live cells.
  • DOI:
    10.1038/s41594-022-00800-z
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.8
  • 作者:
    Tang, Xiaona;Li, Taibo;Liu, Sheng;Wisniewski, Jan;Zheng, Qinsi;Rong, Yikang;Lavis, Luke D.;Wu, Carl
  • 通讯作者:
    Wu, Carl
Spatiotemporal coordination of transcription preinitiation complex assembly in live cells.
  • DOI:
    10.1016/j.molcel.2021.07.022
  • 发表时间:
    2021-09-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16
  • 作者:
    Nguyen VQ;Ranjan A;Liu S;Tang X;Ling YH;Wisniewski J;Mizuguchi G;Li KY;Jou V;Zheng Q;Lavis LD;Lionnet T;Wu C
  • 通讯作者:
    Wu C
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Carl Wu其他文献

Carl Wu的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Carl Wu', 18)}}的其他基金

Kinetic Mechanisms of Chromatin Remodeling and Transcription
染色质重塑和转录的动力学机制
  • 批准号:
    10623829
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
Kinetic mechanism of transcription on native minichromosome
天然微型染色体转录的动力学机制
  • 批准号:
    10418073
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
Dynamic association of transcription initiation proteins with chromatin at single-molecule resolution in living yeast
活酵母中转录起始蛋白与染色质在单分子分辨率下的动态关联
  • 批准号:
    10201005
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
Dynamic association of transcription initiation proteins with chromatin at single-molecule resolution in living yeast
活酵母中转录起始蛋白与染色质在单分子分辨率下的动态关联
  • 批准号:
    10153823
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
Dynamic association of transcription initiation proteins with chromatin at single-molecule resolution in living yeast
活酵母中转录起始蛋白与染色质在单分子分辨率下的动态关联
  • 批准号:
    10403495
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
Dynamic association of transcription initiation proteins with chromatin at single-molecule resolution in living yeast
活酵母中转录起始蛋白与染色质在单分子分辨率下的动态关联
  • 批准号:
    9981763
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:

相似国自然基金

髋关节撞击综合征过度运动及机械刺激动物模型建立与相关致病机制研究
  • 批准号:
    82372496
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于中医经典名方干预效应差异的非酒精性脂肪性肝病动物模型证候判别研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
利用肝癌动物模型开展化学可控的在体基因编辑体系的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
雌激素抑制髓系白血病动物模型中粒细胞异常增生的机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
无菌动物模型与单细胞拉曼技术结合的猴与人自闭症靶标菌筛选及其机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Preclinical Development of a Novel Therapeutic Agent for Idiopathic Pulmonary Fibrosis
特发性肺纤维化新型治疗剂的临床前开发
  • 批准号:
    10696538
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
Hypothalamic Sleep-Wake Neuron Defects in Alzheimer’s disease
阿尔茨海默病中的下丘脑睡眠-觉醒神经元缺陷
  • 批准号:
    10770001
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
Identifying epigenetic factors in control of epidermal stem cell longevity in the adult skin
识别控制成人皮肤表皮干细胞寿命的表观遗传因素
  • 批准号:
    10723212
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
A computational model for prediction of morphology, patterning, and strength in bone regeneration
用于预测骨再生形态、图案和强度的计算模型
  • 批准号:
    10727940
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
Dynamic neural coding of spectro-temporal sound features during free movement
自由运动时谱时声音特征的动态神经编码
  • 批准号:
    10656110
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.92万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了