Single-molecule organization and kinetics of the NHEJ repair machinery inside the cell
细胞内 NHEJ 修复机制的单分子组织和动力学
基本信息
- 批准号:9911161
- 负责人:
- 金额:$ 4.55万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-07-01 至 2022-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffectBehaviorBinding ProteinsBiologicalBiological AssayCell LineCellsChemicalsChromatinComplexDNA DamageDNA Double Strand BreakDNA Repair PathwayDNA lesionDependenceDiffusionDiseaseDouble Strand Break RepairEnvironmentEventExcisionFutureGoalsHigher Order Chromatin StructureHumanIndividualIonizing radiationKineticsKnowledgeLeadMalignant NeoplasmsMammalian CellMeasurementMethodsMicroscopyMolecularMonitorMutationNatureNonhomologous DNA End JoiningOpticsPathway interactionsPharmaceutical PreparationsPhaseProcessProteinsRepair ComplexResearchRoleSevere Combined ImmunodeficiencySignal TransductionSiteSyndromeTechniquesTestingTherapeuticTimebasecytotoxicexperimental studyinhibitor/antagonistinnovationlive cell imagingmacromolecular assemblymicroscopic imagingmolecular dynamicsnanoscalenovelreconstructionrecruitrepairedresponsesingle moleculespatiotemporaltemporal measurementtherapy developmentvirtual
项目摘要
PROJECT SUMMARY
DNA double-stranded breaks (DSBs) are the most toxic DNA lesions, and in mammalian cells
they are predominantly repaired via the non-homologous end-joining (NHEJ) pathway. Upon
formation of a DSB, p-53 binding protein-1 (53BP1), a chromatin modulator, forms higher order
structures (foci) and which act as platforms to recruit DSB repair proteins to damaged chromatin
and promote NHEJ by blocking end resection. Several human syndromes including severe
combined immunodeficiency, and an increased sensitivity to ionizing radiation (IR) and
chemotherapeutic drugs result from mutations in NHEJ proteins. Additionally, deficiencies in
NHEJ may also result in mutagenic alternative end-joining (a-EJ) DSB repair, which is established
in some forms of cancer. Despite much progress in the field, the organization and kinetics of
NHEJ and a-EJ factors remain undefined inside the cell. Furthermore, fundamental mechanisms
of repair foci and their effects on NHEJ remain poorly understood. These gaps are due to inherent
limitations of conventional ensemble methods. Here, I propose to resolve these knowledge gaps
by defining the molecular mechanism of the human NHEJ repair process at the level of individual
53BP1 foci via single molecule techniques such as single-molecule tracking (SMT) and stochastic
optical reconstruction microscopy (STORM). These approaches will provide novel information
that may be applicable to future therapy development of PARP inhibitors and NHEJ-related
diseases such as XLF deficiency syndrome. The aims of the proposal are to (1) establish the
kinetics and organization of NHEJ factors within individual 53BP1 foci, and (2) determine the role
of 53BP1 foci in regulating the kinetics and organization of the DSB repair machinery.
项目概要
DNA 双链断裂 (DSB) 是哺乳动物细胞中毒性最强的 DNA 损伤
它们主要通过非同源末端连接(NHEJ)途径进行修复。之上
DSB、p-53 结合蛋白-1 (53BP1)(一种染色质调节剂)的形成,形成更高阶
结构(焦点),并充当招募 DSB 修复蛋白修复受损染色质的平台
并通过阻断末端切除促进NHEJ。几种人类综合症,包括严重的
联合免疫缺陷,以及对电离辐射 (IR) 的敏感性增加和
化疗药物是 NHEJ 蛋白突变的结果。此外,还存在以下不足:
NHEJ 还可能导致突变替代末端连接 (a-EJ) DSB 修复,这一点已被证实
在某些形式的癌症中。尽管该领域取得了很大进展,但其组织和动力学
NHEJ 和 a-EJ 因子在细胞内仍未定义。此外,基本机制
修复灶及其对 NHEJ 的影响仍知之甚少。这些差距是由于固有的
传统集成方法的局限性。在这里,我建议解决这些知识差距
通过在个体水平上定义人类 NHEJ 修复过程的分子机制
通过单分子技术(例如单分子追踪 (SMT) 和随机)进行 53BP1 焦点
光学重建显微镜(STORM)。这些方法将提供新颖的信息
可能适用于未来 PARP 抑制剂和 NHEJ 相关治疗的开发
XLF 缺乏综合症等疾病。该提案的目的是 (1) 建立
个体 53BP1 病灶内 NHEJ 因子的动力学和组织,以及 (2) 确定作用
53BP1 焦点调节 DSB 修复机制的动力学和组织。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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