Molecular Origins of Neurodegeneration through Force Detangling of Toxic RNA
通过强制解开有毒 RNA 导致神经退行性变的分子起源
基本信息
- 批准号:10667873
- 负责人:
- 金额:$ 24.17万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-03-15 至 2025-02-28
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffectAmyotrophic Lateral SclerosisBase PairingBinding ProteinsBiologicalBiological AssayBrainCAG repeatCationsCell AggregationCell DeathCell SeparationCellsCellular biologyChemicalsComplexDeteriorationDevelopmentDiseaseFutureGelGenesGoalsGrowthHumanHuntington DiseaseHuntington geneIn VitroInheritedKineticsKnowledgeLateralLinkLiquid substanceMeasuresMessenger RNAMethodsMicrofluidicsMolecularMutationNerve DegenerationNeurodegenerative DisordersNeurofibrillary TanglesNeurogliaNeuronsNucleotidesPathogenesisPathogenicityPathologicPhysical condensationProcessProteinsRNARNA ProbesRNA-Binding ProteinsRNA-Protein InteractionReactionResearchRiskSpectrum AnalysisSpinocerebellar AtaxiasStressStretchingStructureTestingTimeToxic effectTrinucleotide RepeatsTriplet Multiple BirthVariantWorkX-Ray Crystallographybaseconfocal imagingflexibilityfluidityfluorescence imagingfluorophoregenome wide association studyimaging capabilitieslaser tweezermechanical propertiesmethod developmentmolecular imagingmolecular pathologymouse modelmutantneurotoxicitynew therapeutic targetnovel strategiesoptic trapoptic tweezeroptical trapsphysical propertypolyglutamineprotein complexsingle moleculesmall moleculesmall molecule inhibitortool
项目摘要
Nucleotide repeat expansion mutations cause progressive and lethal neurodegenerative
diseases such as Huntington’s Disease (HD) and amyotrophic lateral schlerosis (ALS). The
molecular reasons for the pathological effects of these mutations remain elusive. Most research
has focused on the toxic effects of the mutant proteins. The expanded repeat RNA, however,
has more recently been shown to be toxic to neurons and to contribute to disease. In
Huntington’s Disease, RNA containing 40 or more CAG repeats is known to associate with
itself, condensing into gel-like assemblies or aggregates. Nevertheless, the stability and
dynamics of the RNA interactions inside these condensates and aggregates are little known. It
is also not known what features of the RNA, if any, correlate with disease propensity. This lack
of progress is in part owing to the difficulty of studying interactions that are repetitive,
heterogeneous, and changeable. This project will develop a new single molecule tool to study
the structures and mechanical properties of abnormal CAG sequences in huntingtin mRNA.
Sensitive optical traps will be used to manipulate and unfold single RNA molecules. Integrated
real-time confocal fluorescence imaging of fluorophore-tagged RNA with microfluidics control of
the reaction components will track the build-up or dissolution of the RNA and protein complexes.
The first aim will determine the structure and stability of normal and expanded RNA and
compare them with the localization, aggregation, and toxicity of huntingtin RNA and protein in
cells. The second aim is to develop a real-time single molecule confocal assay to study the
mechanism of aggregation. The third aim is to develop a method for pulling on natural huntingtin
RNA complexes or aggregates isolated from cells, to understand how these aberrant structures
contribute to pathogenesis. Although this single force-spectroscopy method for studying RNA
aggregation is untried, the results have the potential to provide new information on the
molecular pathology of nucleotide repeat diseases. In the future, our single molecule tools can
be applied to many different RNA repeats and used to test small molecule inhibitors. The long-
term goal of this research is to identify a physical signature of huntingtin mRNA interactions that
predict neurotoxicity and that can be targeted by new therapies.
核苷酸重复扩展突变导致进行性和致命的神经退行性变
亨廷顿病 (HD) 和肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 等疾病。
大多数研究仍不清楚这些突变的病理作用的分子原因。
然而,研究重点是突变蛋白的毒性作用。
最近被证明对神经元有毒并导致疾病。
亨廷顿病,含有 40 个或更多 CAG 重复序列的 RNA 已知与
然而,其本身凝结成凝胶状组件或聚集体。
这些凝聚物和聚集体内部 RNA 相互作用的动力学鲜为人知。
也不知道 RNA 的哪些特征(如果有的话)与疾病倾向相关。
进展的部分原因在于研究重复性相互作用的困难,
该项目将开发一种新的单分子工具来研究。
亨廷顿蛋白 mRNA 中异常 CAG 序列的结构和机械特性。
敏感的光陷阱将用于操纵和展开单个 RNA 分子。
通过微流体控制对荧光团标记的 RNA 进行实时共焦荧光成像
反应组分将跟踪 RNA 和蛋白质复合物的形成或溶解。
第一个目标是确定正常和扩增 RNA 的结构和稳定性,以及
将它们与亨廷顿蛋白 RNA 和蛋白质的定位、聚集和毒性进行比较
第二个目标是开发一种实时单分子共聚焦测定法来研究细胞。
第三个目标是开发一种拉动天然亨廷顿蛋白的方法。
从细胞中分离出 RNA 复合物或聚集体,以了解这些异常结构是如何发生的
尽管这种用于研究RNA的单一力谱方法有助于发病机制。
聚合未经尝试,结果有可能提供有关
未来,我们的单分子工具可以研究核苷酸重复疾病的分子病理学。
可应用于许多不同的 RNA 重复序列并用于测试小分子抑制剂。
这项研究的长期目标是确定亨廷顿蛋白 mRNA 相互作用的物理特征,
预测神经毒性,并且可以通过新疗法来靶向。
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)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
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 }}
Christian Kaiser其他文献
Christian Kaiser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('Christian Kaiser', 18)}}的其他基金
Folding and Chaperone Interactions of Multi-domain Proteins
多结构域蛋白质的折叠和分子伴侣相互作用
- 批准号:
10662086 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
Folding and Chaperone Interactions of Multi-domain Proteins
多结构域蛋白质的折叠和分子伴侣相互作用
- 批准号:
10446687 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
Folding and chaperone interactions of multi-domain proteins
多结构域蛋白质的折叠和分子伴侣相互作用
- 批准号:
9217889 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
Single-molecule studies of Sec-dependent protein translocation
Sec 依赖性蛋白质易位的单分子研究
- 批准号:
9374906 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
Single molecule analysis of nascent protein folding
新生蛋白质折叠的单分子分析
- 批准号:
7570874 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
相似国自然基金
基于lncRNA NONHSAT042241/hnRNP D/β-catenin轴探讨雷公藤衍生物(LLDT-8)对类风湿关节炎滑膜成纤维细胞功能影响及机制研究
- 批准号:82304988
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
针刺手法和参数对针刺效应启动的影响及其机制
- 批准号:82305416
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
二仙汤影响肾上腺皮质-髓质激素分泌及调控下丘脑温度感受器以缓解“天癸竭”潮热的研究
- 批准号:82374307
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
固定翼海空跨域航行器出水稳定性与流体动力载荷影响机制
- 批准号:52371327
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
经济制裁对跨国企业海外研发网络建构的影响:基于被制裁企业的视角
- 批准号:72302155
- 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
Development of a SYF2 antisense oligonucleotide treatment for ALS and FTD
开发治疗 ALS 和 FTD 的 SYF2 反义寡核苷酸
- 批准号:
10547625 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
Delineating the functional impact of recurrent repeat expansions in ALS using integrative multiomic analysis
使用综合多组学分析描述 ALS 中反复重复扩增的功能影响
- 批准号:
10776994 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
METTL3-mediated regulation of motor neuron function
METTL3介导的运动神经元功能调节
- 批准号:
10781077 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
Cellular perturbations to enhance precise therapeutic genome editing to treat FTD/ALS
细胞扰动增强精确治疗基因组编辑以治疗 FTD/ALS
- 批准号:
10607752 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别:
The Effects of Aging and Microglia Dysfunction on Remyelination
衰老和小胶质细胞功能障碍对髓鞘再生的影响
- 批准号:
10603320 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 24.17万 - 项目类别: