Dissecting the Molecular Mechanisms of Selective Autophagy

剖析选择性自噬的分子机制

基本信息

批准号：
10691749
负责人：
Michael Joseph Ragusa
金额：
$ 6.65万
依托单位：
DARTMOUTH COLLEGE
依托单位国家：
美国
项目类别：
财政年份：
2018
资助国家：
美国
起止时间：
2018-09-14 至 2024-08-31
项目状态：
已结题

项目摘要

The accumulation of damaged organelles and large protein aggregates has been correlated with human diseases including cancer and neurodegeneration. Due to the large and complex nature of these cytosolic components, they must be degraded through a specialized vesicle trafficking pathway termed selective autophagy. In selective autophagy, large cytosolic material is captured within double membrane vesicles, termed autophagosomes, and targeted to the vacuole or lysosome for degradation. While the biogenesis of most trafficking vesicles occurs through the budding of a preexisting membrane surface, the biogenesis of the selective autophagosome occurs through a distinct process in which the cargo serves as a template for de novo vesicle biogenesis. The molecular mechanisms of these vesicle biogenesis events are largely unknown. The primary reason for this gap in our knowledge is that the structure and function of the proteins which function early in selective autophagy are unknown. In addition, many of these proteins lack obvious conserved domains which makes it challenging to predict a mechanism for these proteins. To investigate the structure and function of these proteins we will use hybrid structural biology methods, yeast genetics, biochemistry and cell biology. To complement our structure and function studies we will develop a method to reconstitute selective autophagy. This reconstitution system will ultimately enable us to evaluate what selective autophagy factors are required at each stage of vesicle biogenesis. Through these diverse investigations, we will establish a comprehensive description of the molecular mechanisms of selective autophagy. As selective autophagy has been increasingly correlated with human diseases, determining the mechanisms of selective autophagy will also provide invaluable insight into the complicated relationship between selective autophagy and human disease.

受损细胞器和大蛋白质聚集体的积累已相关与包括癌症和神经变性在内的人类疾病。由于大而复杂这些胞质成分的性质，必须通过专门的囊泡降解贩运途径称为选择性自噬。在选择性自噬中被捕获在双膜囊泡中，称为自噬体，并针对液泡或溶酶体降解。大多数贩运囊泡的生物发生发生通过先前存在的膜表面的萌芽，选择性的生物发生自噬体是通过货物作为模板的独特过程发生的从头囊泡生物发生。这些囊泡生物发生事件的分子机制是在很大程度上未知。我们所知的这一差距的主要原因是结构和在选择性自噬中早期起作用的蛋白质的功能是未知的。此外，这些蛋白质中的许多缺乏明显的保守领域，这使得预测这些蛋白质的机制。为了研究这些蛋白质的结构和功能，我们将使用杂交结构生物学方法，酵母遗传学，生物化学和细胞生物学。到补充我们的结构和功能研究，我们将开发一种重新构建的方法选择性自噬。这种重组系统最终将使我们能够评估什么在囊泡生物发生的每个阶段都需要选择性自噬因素。通过这些多样的研究，我们将建立对分子的全面描述选择性自噬的机制。由于选择性自噬已越来越相关使用人类疾病，确定选择性自噬的机制也将提供对选择性自噬与人之间复杂关系的宝贵洞察力疾病。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Characterization of Protein-Membrane Interactions in Yeast Autophagy.

DOI：
10.3390/cells11121876
发表时间：
2022-06-09
期刊：
Cells
影响因子：
6
作者：
通讯作者：

Membrane Binding and Homodimerization of Atg16 Via Two Distinct Protein Regions is Essential for Autophagy in Yeast.

DOI：
10.1016/j.jmb.2021.166809
发表时间：
2021-03-05
期刊：
Journal of molecular biology
影响因子：
5.6
作者：
Popelka H;Reinhart EF;Metur SP;Leary KA;Ragusa MJ;Klionsky DJ
通讯作者：
Klionsky DJ

Production, Crystallization, and Structure Determination of the IKK-binding Domain of NEMO.

NEMO IKK 结合域的生产、结晶和结构测定。

DOI：
10.3791/60339
发表时间：
2019
期刊：
Journal of visualized experiments : JoVE
影响因子：
0
作者：
Barczewski,AdamH;Ragusa,MichaelJ;Mierke,DaleF;Pellegrini,Maria
通讯作者：
Pellegrini,Maria

Atg23 is a vesicle-tethering protein.

Atg23 是一种囊泡束缚蛋白。

DOI：
10.1080/15548627.2022.2105107
发表时间：
2022
期刊：
Autophagy
影响因子：
13.3
作者：
Leary,KelsieA;Hawkins,WayneD;Andhare,Devika;Popelka,Hana;Klionsky,DanielJ;Ragusa,MichaelJ
通讯作者：
Ragusa,MichaelJ