Mechanism of cytoskeletal transport and transcription-coupled DNA repair
细胞骨架运输和转录偶联DNA修复机制
基本信息
- 批准号:10669570
- 负责人:
- 金额:$ 63.01万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-08-01 至 2027-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:ATP HydrolysisAdaptor Signaling ProteinAddressBindingBiochemistryBiological ModelsBiophysicsCatalytic DomainCell NucleusCell SurvivalCellsCellular biologyChromatinCollaborationsComplexCoupledCryoelectron MicroscopyCytoskeletonDNADNA Polymerase IIDNA RepairDNA lesionData CollectionDynein ATPaseFamilyGenetic TranscriptionGenomeHistonesKinesinLesionMicrotubulesModificationMolecular MachinesMolecular MotorsMovementNucleosomesOrganellesOrphanOrthologous GeneOutcomePreparationProcessProteinsRNARegulationResearchStructureSystemTechniquesTestingTranscription InitiationYeastscomputerized data processingdimerdynactininsightinterestlink proteinmemberrecruitrepairedsingle moleculetool
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Cells must organize their contents spatially and temporally. The microtubule cytoskeleton and its associated
molecular motors, dynein and kinesin, are the main system used by cells to move cargos, ranging from protein
assemblies to entire organelles, including the nucleus. Dynein (~0.5MDa) is a member of the AAA+ family. Active
dynein complexes, the only ones capable of transporting cargo, are ~4MDa and consist of two dynein dimers
bound to the ~1.0MDa dynactin complex, and an adaptor protein that links them to cargo. Lis1, another
essential regulator of dynein, is necessary for their formation. Previously, we showed how Lis1 regulates
dynein’s mechanochemistry. Here, we will focus on understanding how the 90kDa Lis1 dimer helps activate
and assemble the 4MDa transport complex.
Chromatin, with the nucleosome as its basic unit, provides both a solution to the problem of packaging
the genome, and a tool to regulate access to it. Among the factors involved in controlling chromatin dynamics
are ATP-dependent nucleosome remodelers, which couple ATP hydrolysis to the non-covalent modification of
nucleosome structure. Both remodelers and the modifications they catalyze are very diverse, even though all
remodelers use the same mechanism, and conserved catalytic core, to break histone-DNA contacts. I am
interested in how this common underlying mechanism is modulated to result in the wide array of
outcomes of which remodelers are capable. Previously, we focused on model systems representing two of
the four families of “canonical” remodelers. Here, we will focus on Rad26 (the yeast ortholog of CSB), an “orphan”
remodeler that uses its remodeling-like activity to act on RNA Pol II to help it overcome obstacles or initiate
Transcription Coupled DNA Repair (TCR) when the obstacle is a DNA lesion. We aim to understand how
Rad26 helps RNA Pol II recognize a lesion from other obstacles and recruit downstream repair factors.
We take a structure-guided approach to addressing fundamental mechanistic questions, with cryo-
electron microscopy (cryo-EM) as our main technique. We use the structures we generate to formulate
mechanistic hypotheses that can be tested, either in house or in collaboration, using a range of techniques
including single-molecule biophysics, biochemistry, and cell biology. We have made major contributions to our
understanding of the mechanochemical cycle of dynein and its regulation, and to the functional diversity and
regulation of nucleosome remodelers. We are also interested in developing tools to solve challenges we
encounter along the cryo-EM pipeline and have made important contributions to cryo-EM grid preparation and
data processing in the cloud. We are currently developing approaches to increase the efficiency of data
collection.
项目概要
细胞必须在空间和时间上组织其内容物微管细胞骨架及其相关的。
分子马达、动力蛋白和驱动蛋白是细胞用来移动货物的主要系统,这些货物包括蛋白质
整个细胞器的组装,包括细胞核 (~0.5MDa) 是 AAA+ 家族的成员。
动力蛋白复合物是唯一能够运输货物的复合物,约为 4MDa,由两个动力蛋白二聚体组成
与 ~1.0MDa dynactin 复合物结合,以及将它们与另一种货物 Lis1 连接的接头蛋白。
动力蛋白的重要调节因子,对于其形成是必需的 之前,我们展示了 Lis1 如何调节。
在这里,我们将重点了解 90kDa Lis1 二聚体如何帮助激活。
并组装 4MDa 运输综合体。
染色质以核小体为基本单位,为包装问题提供了解决方案
基因组,以及调节基因组访问的工具,其中包括控制染色质动态的因素。
是 ATP 依赖性核小体重塑剂,它将 ATP 水解与非共价修饰结合起来
核小体结构和它们催化的修饰都是非常多样化的,尽管所有这些都是不同的。
重塑者使用相同的机制和保守的催化核心来破坏组蛋白-DNA 接触。
对如何调节这种共同的基础机制以产生广泛的结果感兴趣
之前,我们关注的是代表其中两个的模型系统。
在这里,我们将重点关注“孤儿”Rad26(CSB 的酵母直系同源物)。
重塑者,利用其类似重塑的活性作用于 RNA Pol II,帮助其克服障碍或启动
当障碍是 DNA 损伤时,转录耦合 DNA 修复 (TCR) 我们的目标是了解如何进行。
Rad26 帮助 RNA Pol II 识别来自其他障碍的病变并招募下游修复因子。
我们采用结构引导的方法来解决基本的机械问题,
电子显微镜 (cryo-EM) 作为我们的主要技术,我们使用我们生成的结构来制定。
可以使用一系列技术在内部或协作中测试机械假设
我们在单分子生物物理学、生物化学和细胞生物学方面做出了重大贡献。
了解动力蛋白的机械化学循环及其调节,以及功能多样性和
我们也有兴趣开发工具来解决我们面临的挑战。
沿冷冻电镜管道相遇,并为冷冻电镜网格准备和研究做出了重要贡献
我们目前正在开发提高数据效率的方法。
收藏。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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