Circular RNAs and their interactions with RNA-binding proteins to modulate AD-related neuropathology

环状RNA及其与RNA结合蛋白的相互作用调节AD相关神经病理学

基本信息

  • 批准号:
    10682571
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 61.51万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-07-01 至 2026-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

SUMMARY New variants, especially in non-coding regions, are expected to be discovered through the ongoing AD Sequencing Project (ADSP). This proposal will investigate circular RNAs (circRNAs) and RNA binding proteins (RBPs) that regulate or are regulated by these circRNAs. Recent genomic studies have discovered thousands of circRNAs produced from both protein-coding genes and non-coding regions of the genome via a process known as back-splicing. CircRNAs are more enriched in neuronal tissues and are often derived from genes specific for neuronal and synaptic function. The discovery of these circRNAs demands a coordinated investigation of RBPs that interact with the circRNAs. Mutations in and dysfunction of RBPs are known to be major mechanisms contributing to the pathophysiology in frontotemporal dementia, ALS and AD. However, the contributions of the circRNA:RBP network to these disease mechanisms are largely unknown. The novel biology of circRNAs opens an entirely new window into mechanisms of neurodegeneration in ADRD. CircRNAs could contribute to neurodegeneration by acting as sponges that sequester miRNA/RBPs away from normal mRNA targets, altering splicing or expression. RBPs also regulate circRNA production by binding to the flanking intronic sequences of circRNAs which contain many conserved binding sites of splicing factors/RBPs. Thus, sequestration of RBPs in protein aggregates could cause dysfunctional regulation of circRNAs. The history of genomics indicate that discovery of each new nucleotide species expands our understanding of disease mechanisms. The discovery of circRNA presents a major unexplored avenue of RNA metabolism that demands investigation. We hypothesize that changes in the levels of circRNAs contributes to the pathophysiology of ADRD, and that discovery of key circRNAs or circRNA-RBP interactions in aging human brains could uncover novel biomarkers, disease mechanisms or therapeutic targets. In this proposal, by leveraging large public and our own RNA-seq data (rRNA-depleted), we will apply several methods to detect and characterize AD-related circRNAs from multiple human brain regions, and integrate them with ADSP genetic findings (Aim 1). In Aim 2, aside from discovering AD-related RBPs from human brain RNA-seq, proteomics and ADSP WES/WGS data, we will leverage the ENCODE CLIP-seq data for RBP binding to identify putative RBP-circRNA interactions with AD, i.e. AD-related functional RNA elements. Finally, in Aim 3, we will select the top 10% of the circRNAs (~200) and RBPs (~150) for further high-throughput functional evaluation with a novel, powerful 3D human organoid model of ADRD, termed AstAD that exhibits the full range of tau pathology and neurodegeneration. We anticipate that our integrative analyses of ADSP genetics, circRNA, mRNA, RBP and the high-throughput AstAD functional screen readouts can help generate testable hypothesis for future molecular mechanisms experimental design.
概括 新的变体,尤其是非编码区域的变体,预计将通过正在进行的 AD 发现 测序项目(ADSP)。该提案将研究环状 RNA (circRNA) 和 RNA 结合蛋白 (RBP)调节这些 circRNA 或受这些 circRNA 调节。最近的基因组研究发现了数千 通过一个过程从基因组的蛋白质编码基因和非编码区域产生的circRNA 称为反向拼接。 CircRNA 在神经元组织中更为丰富,并且通常源自基因 特定于神经元和突触功能。这些 circRNA 的发现需要协调一致 研究与 circRNA 相互作用的 RBP。 RBP 的突变和功能障碍已知 额颞叶痴呆、ALS 和 AD 病理生理学的主要机制。然而, circRNA:RBP 网络对这些疾病机制的贡献在很大程度上尚不清楚。小说 circRNA 的生物学为了解 ADRD 神经变性机制打开了一个全新的窗口。环状RNA 可能通过充当海绵将 miRNA/RBP 与正常细胞隔离而导致神经退行性变 mRNA 目标,改变剪接或表达。 RBP 还通过结合来调节 circRNA 的产生 circRNA 的侧翼内含子序列包含许多剪接因子/RBP 的保守结合位点。 因此,蛋白质聚集体中 RBP 的隔离可能会导致 circRNA 的调节功能失调。这 基因组学的历史表明,每个新核苷酸种类的发现都扩展了我们对 疾病机制。 circRNA 的发现为 RNA 代谢提供了一条尚未探索的主要途径 要求调查。我们假设 circRNA 水平的变化有助于 ADRD 的病理生理学,以及衰老过程中关键 circRNA 或 circRNA-RBP 相互作用的发现 人脑可以发现新的生物标志物、疾病机制或治疗靶点。在这个 提议,通过利用大量公共和我们自己的 RNA-seq 数据(rRNA 耗尽),我们将应用几种 检测和表征来自多个人脑区域的 AD 相关 circRNA 的方法,并整合 他们与 ADSP 遗传发现(目标 1)。目标2,除了从人脑中发现与AD相关的RBP RNA-seq、蛋白质组学和 ADSP WES/WGS 数据,我们将利用 ENCODE CLIP-seq 数据进行 RBP 结合以识别假定的 RBP-circRNA 与 AD 的相互作用,即 AD 相关的功能性 RNA 元件。最后, 在目标 3 中,我们将选择前 10% 的 circRNA(~200)和 RBP(~150)以进一步提高高通量 使用新型、强大的 ADRD 3D 人体类器官模型(称为 AstAD)进行功能评估 全方位的 tau 病理学和神经变性。我们预计 ADSP 的综合分析 遗传学、circRNA、mRNA、RBP 和高通量 AstAD 功能筛选读数可以帮助生成 未来分子机制实验设计的可检验假设。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Accumulation of m6A exhibits stronger correlation with MAPT than β-amyloid pathology in an APPNL-G-F /MAPTP301S mouse model of Alzheimer's disease.
在阿尔茨海默病的 APPNL-G-F /MAPTP301S 小鼠模型中,m6A 的积累与 MAPT 的相关性强于与 β-淀粉样蛋白病理学的相关性。
  • DOI:
    10.21203/rs.3.rs-2745852/v1
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jiang,Lulu;Roberts,Rebecca;Wong,Melissa;Zhang,Lushuang;Webber,ChelseaJoy;Kilci,Alper;Jenkins,Matthew;Sun,Jingjing;Sun,Guangxin;Rashad,Sherif;Dedon,PeterC;Daley,SarahAnne;Xia,Weiming;Ortiz,AlejandroRondón;Dorrian,Luke;Sait
  • 通讯作者:
    Sait
Cell-type-specific expression quantitative trait loci associated with Alzheimer disease in blood and brain tissue.
  • DOI:
    10.1038/s41398-021-01373-z
  • 发表时间:
    2021-04-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Patel D;Zhang X;Farrell JJ;Chung J;Stein TD;Lunetta KL;Farrer LA
  • 通讯作者:
    Farrer LA
Chaperoning of specific tau structure by immunophilin FKBP12 regulates the neuronal resilience to extracellular stress.
  • DOI:
    10.1126/sciadv.add9789
  • 发表时间:
    2023-02-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Bulk brain tissue cell-type deconvolution with bias correction for single-nuclei RNA sequencing data using DeTREM.
  • DOI:
    10.1186/s12859-023-05476-w
  • 发表时间:
    2023-09-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    O'Neill, Nicholas K.;Stein, Thor D.;Hu, Junming;Rehman, Habbiburr;Campbell, Joshua D.;Yajima, Masanao;Zhang, Xiaoling;Farrer, Lindsay A.
  • 通讯作者:
    Farrer, Lindsay A.
TIA1 potentiates tau phase separation and promotes generation of toxic oligomeric tau.
{{ 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 }}

Benjamin L Wolozin其他文献

Benjamin L Wolozin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('Benjamin L Wolozin', 18)}}的其他基金

The role of N6-methyladenosine modified RNA in Alzheimer's disease: Equipment Supplement
N6-甲基腺苷修饰的 RNA 在阿尔茨海默病中的作用:设备补充
  • 批准号:
    10790273
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
The role of N6-methyladenosine modified RNA in Alzheimer's disease
N6-甲基腺苷修饰的RNA在阿尔茨海默病中的作用
  • 批准号:
    10591151
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Circular RNAs and their interactions with RNA-binding proteins to modulate AD-related neuropathology
环状RNA及其与RNA结合蛋白的相互作用调节AD相关神经病理学
  • 批准号:
    10436271
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Circular RNAs and their interactions with RNA-binding proteins to modulate AD-related neuropathology
环状RNA及其与RNA结合蛋白的相互作用调节AD相关神经病理学
  • 批准号:
    10217628
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Regulation of brain neuroprotection and inflammation by TIA1
TIA1 对脑神经保护和炎症的调节
  • 批准号:
    9756292
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
RNA binding proteins as novel targets in Alzheimer's disease
RNA结合蛋白作为阿尔茨海默病的新靶点
  • 批准号:
    9272324
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
RNA binding proteins as novel targets in Alzheimer's disease
RNA结合蛋白作为阿尔茨海默病的新靶点
  • 批准号:
    9519438
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
RNA binding proteins as novel targets in Alzheimer's disease
RNA结合蛋白作为阿尔茨海默病的新靶点
  • 批准号:
    8927738
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Stress Granules and the Biology of TDP-43
应激颗粒和 TDP-43 的生物学
  • 批准号:
    8432065
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Stress Granules and the Biology of TDP-43
应激颗粒和 TDP-43 的生物学
  • 批准号:
    8625475
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:

相似国自然基金

生物炭原位修复底泥PAHs的老化特征与影响机制
  • 批准号:
    42307107
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
光老化微塑料持久性自由基对海洋中抗生素抗性基因赋存影响机制
  • 批准号:
    42307503
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
METTL3通过m6A甲基化修饰NADK2调节脯氨酸代谢和胶原合成影响皮肤光老化的机制研究
  • 批准号:
    82360625
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
来源和老化过程对大气棕碳光吸收特性及环境气候效应影响的模型研究
  • 批准号:
    42377093
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
河口潮滩中轮胎磨损颗粒的光老化特征及对沉积物氮素转化的影响与机制
  • 批准号:
    42307479
  • 批准年份:
    2023
  • 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

Fluency from Flesh to Filament: Collation, Representation, and Analysis of Multi-Scale Neuroimaging data to Characterize and Diagnose Alzheimer's Disease
从肉体到细丝的流畅性:多尺度神经影像数据的整理、表示和分析,以表征和诊断阿尔茨海默病
  • 批准号:
    10462257
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Project 3: 3-D Molecular Atlas of cerebral amyloid angiopathy in the aging brain with and without co-pathology
项目 3:有或没有共同病理的衰老大脑中脑淀粉样血管病的 3-D 分子图谱
  • 批准号:
    10555899
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Impact of Mitochondrial Lipidomic Dynamics and its Interaction with APOE Isoforms on Brain Aging and Alzheimers Disease
线粒体脂质组动力学及其与 APOE 亚型的相互作用对脑衰老和阿尔茨海默病的影响
  • 批准号:
    10645610
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Robust Precision Mapping of Cortical and Subcortical Brain Metabolic Signatures in AD
AD 中大脑皮层和皮层下代谢特征的稳健精确绘图
  • 批准号:
    10746348
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
Reversal of Age-Associated Damage in the Planarian Germline
涡虫种系中年龄相关损伤的逆转
  • 批准号:
    10606234
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 61.51万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了