Mechanistic Investigation of RNA-Mediated Gene Regulation and Immunity

RNA介导的基因调控和免疫的机制研究

基本信息

批准号：
10798509
负责人：
Ailong Ke
金额：
$ 23.26万
依托单位：
CORNELL UNIVERSITY
依托单位国家：
美国
项目类别：
财政年份：
2016
资助国家：
美国
起止时间：
2016-07-01 至 2026-06-30
项目状态：
未结题

项目摘要

Project Summary The proposed research combines biophysics, molecular genetics, and genomics tools to provide high- resolution mechanisms for RNA-dominated biological processes. Our study focuses on two central themes in RNA biology. (1) RNA can serve as an information carrier to guide the action of proteins. Such systems are inherently precise and programmable, therefore carry great potential in biotechnology and medicine, as exemplified by RNAi and CRISPR-Cas. My lab spent more than ten years dissecting the mechanisms of CRISPR-Cas, and more recently has been developing genome editing applications based on our mechanistic insights. (2) RNA can adopt defined tertiary structures to exert important functions. My lab has elucidated the structure, function, and conformation dynamics of many riboswitches. The high-resolution information may enable new antibiotics development. We now aim to combine genetic screen with biochemical purification to systematically identify ligands for orphan riboswitches. Such studies often reveal novel aspects of bacterial physiology, which may even be conserved in eukaryotes. We propose to work on the following four areas of research: 1) Structure, mechanism, and genome editing applications of Type I CRISPR (CRISPR-Cas3); 2) Mechanism of CRISPR immunity establishment by Cas1-Cas2 integrase; 3) Mechanism and genome editing application of CRISPR-Tn7; 4) Dissecting riboswitch-controlled mechanism and bacterial physiology.

项目摘要拟议的研究结合了生物物理学，分子遗传学和基因组学工具，以提供高 RNA主导的生物过程的分辨率机制。我们的研究重点是两个中心主题 RNA生物学。（1）RNA可以用作指导蛋白质作用的信息载体。这样的系统是固有的精确和可编程，因此在生物技术和医学方面具有巨大潜力，由RNAi和CRISPR-CAS举例说明。我的实验室花了十多年的时间来剖析 CRISPR-CAS，最近一直在开发基于我们的机械的基因组编辑应用见解。（2）RNA可以采用定义的三级结构来发挥重要功能。我的实验室阐明了许多核糖开关的结构，功能和构象动力学。高分辨率信息可能启用新的抗生素开发。现在，我们的目标是将遗传筛查与生化纯化结合到系统地识别孤儿核糖开关的配体。这样的研究经常揭示细菌的新方面生理学，甚至可以在真核生物中保守。我们建议在以下四个领域工作研究：1）I型CRISPR（CRISPR-CAS3）的结构，机制和基因组编辑应用； 2） CAS1-CAS2集成酶建立CRISPR免疫的机制； 3）机制和基因组编辑 CRISPR-TN7的应用； 4）解剖核糖开关控制的机制和细菌生理学。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Structure Basis for Directional R-loop Formation and Substrate Handover Mechanisms in Type I CRISPR-Cas System.

DOI：
10.1016/j.cell.2017.06.012
发表时间：
2017-06-29
期刊：
Cell
影响因子：
64.5
作者：
Xiao Y;Luo M;Hayes RP;Kim J;Ng S;Ding F;Liao M;Ke A
通讯作者：
Ke A

Structural basis for promiscuous PAM recognition in type I-E Cascade from E. coli.

DOI：
10.1038/nature16995
发表时间：
2016-02-25
期刊：
NATURE
影响因子：
64.8
作者：
Hayes, Robert P.;Xiao, Yibei;Ding, Fran;van Erp, Paul B. G.;Rajashankar, Kanagalaghatta;Bailey, Scott;Wiedenheft, Blake;Ke, Ailong
通讯作者：
Ke, Ailong

How type II CRISPR-Cas establish immunity through Cas1-Cas2-mediated spacer integration.