A multi-species approach to find regulators of deafness genes
寻找耳聋基因调节因子的多物种方法
基本信息
- 批准号:10054189
- 负责人:
- 金额:$ 42.38万
- 依托单位:
- 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:2016-12-01 至 2022-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AdultAffectAmino AcidsAnkleAuditoryBiological ModelsBlindnessCell physiologyCellsDataDevelopmentDiseaseDrosophila genusEtiologyFutureGenesGeneticGenetic ScreeningGenetic VariationGoalsGrantHair CellsHearingHomologous GeneHumanInsectaInvertebratesLabelLabyrinthLinkMYO7A geneMaintenanceMammalian CellMammalsMapsMass Spectrum AnalysisMediatingModificationMolecularMonoubiquitinationMosaicismMusMutationMyosin ATPaseMyosin Type IINonmuscle Myosin Type IIAOrganPCDH15 genePathologicPhenotypePlayPost-Translational Protein ProcessingPropertyProteinsRapid screeningResourcesRetinaRoleSensorySiteSyndromeSystemTechnologyTestingTimeTissuesUbiquitinationUsher ProteinsUsher SyndromeUsher Syndrome Type 1VariantVertebratesWorkX Chromosomebaseconditional mutantdeafdeafnessflygene functionhearing impairmenthuman diseaseknock-downmechanotransductionmutantnon-muscle myosinprotein functionrat Pres proteinscreeningstable isotopeubiquitin-protein ligase
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Genetic screens in mice and the naturally occurring genetic variation in humans have provided a valuable
resource to identify genes implicated in hair cell function and deafness. Two examples is the identification of
genes involved in Usher syndrome, the most common form of deaf-blindness, and the role of Myh9 in both
syndromic and non-syndromic deafness. We have used the power of Drosophila genetics to identify new
genes involved in hearing and deafness. The auditory organs of Drosophila and vertebrates have a number of
molecular and functional similarities despite being widely separated in evolutionary time. We identified
mutations in Ubr3, an E3 ubiquitin ligase, that cause a physical detachment of the sensory components of
Johnston's organ from the fly antenna. Strikingly, this phenotype is identical to that seen in mutations in
Drosophila Myosin VIIa. Since Myosin VIIa mutations in humans cause Usher Syndrome type IB, it is possible
that Ubr3 may regulate Myosin VIIa function in invertebrates and vertebrates. Our data suggest that Ubr3
genetically interacts with Myosin VIIa and Ubr3 and Myosin VIIa physically and genetically interact with
Drosophila homologues of two other Usher syndrome proteins, PCDH15 and Sans. However, we have found
that Ubr3 does not modify Myosin VIIa, but instead mono-ubiquitinates non-muscle Myosin II. This modification
increase an interaction between the two myosins, and fine-tuning the level of this interaction appears critical for
Myosin VIIa function.
In the present proposal, we will expand on the use of Drosophila as a model system to understand deafness by
characterizing the roles of Ubr3, Myosin II and Myosin VIIa in hearing in Drosophila (Aim 1). We will then test
the function of Ubr3 in the development and function of mouse hair cells, and will test whether the interaction of
Myosin II and Myosin VIIa is conserved in mice (Aim 2). Finally, we will carry out a genetic screen of 3000
Drosophila genes that may be involved in human disease using newly developed protein knockdown
technology to identify genes that play a role in hearing in Drosophila (Aim 3).
项目概要
小鼠的遗传筛选和人类自然发生的遗传变异提供了有价值的信息
识别与毛细胞功能和耳聋有关的基因的资源。两个例子是识别
与 Usher 综合征(最常见的聋盲症)相关的基因,以及 Myh9 在这两种疾病中的作用
综合征性和非综合征性耳聋。我们利用果蝇遗传学的力量来识别新的
与听力和耳聋有关的基因。果蝇和脊椎动物的听觉器官有许多
尽管在进化时间上相距甚远,但分子和功能相似。我们确定了
Ubr3(一种 E3 泛素连接酶)的突变,导致感觉成分的物理分离
约翰斯顿的风琴来自苍蝇天线。引人注目的是,这种表型与突变中所见的表型相同
果蝇肌球蛋白 VIIa。由于人类肌球蛋白 VIIa 突变会导致 IB 型亚瑟综合症,因此有可能
Ubr3 可能调节无脊椎动物和脊椎动物中的肌球蛋白 VIIa 功能。我们的数据表明 Ubr3
与肌球蛋白 VIIa 和 Ubr3 发生遗传相互作用,肌球蛋白 VIIa 与
另外两种亚瑟综合症蛋白 PCDH15 和 Sans 的果蝇同源物。然而,我们发现
Ubr3 不会修饰肌球蛋白 VIIa,而是单泛素化非肌肉肌球蛋白 II。本次修改
增加两种肌球蛋白之间的相互作用,并且微调这种相互作用的水平对于
肌球蛋白 VIIa 功能。
在本提案中,我们将扩展果蝇作为模型系统的用途,通过以下方式了解耳聋:
描述 Ubr3、肌球蛋白 II 和肌球蛋白 VIIa 在果蝇听力中的作用(目标 1)。然后我们将测试
Ubr3在小鼠毛细胞发育和功能中的作用,并将测试是否相互作用
肌球蛋白 II 和肌球蛋白 VIIa 在小鼠中是保守的(目标 2)。最后我们会进行3000个基因筛查
利用新开发的蛋白质敲除技术发现可能与人类疾病有关的果蝇基因
技术来识别在果蝇听力中发挥作用的基因(目标 3)。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Using Drosophila to study mechanisms of hereditary hearing loss.
- DOI:10.1242/dmm.031492
- 发表时间:2018-05-31
- 期刊:
- 影响因子:4.3
- 作者:Li T;Bellen HJ;Groves AK
- 通讯作者:Groves AK
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