Intracellular transport and organelle biology at the nanoscale: A multidimensional super-resolution approach
纳米尺度的细胞内运输和细胞器生物学:多维超分辨率方法
基本信息
- 批准号:10623590
- 负责人:
- 金额:$ 44.14万
- 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:2023-09-15 至 2028-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:BiogenesisBiologicalBiologyBiophysicsCell physiologyCellsCellular biologyChargeChemicalsComplexCytoskeletonDevelopmentDiffusionDimensionsElectrophoresisIntracellular TransportMapsMembrane BiologyMethodsMicroscopyMorphologyOrganellesProteinsResearchResolutionRoleSiteStructureSubcellular structureSystemThinnessTubular formationWorkcell behaviorempowermentmethod developmentnanometer resolutionnanoscalenext generationnovelphysical propertyprotein transportsingle moleculesuccesssuperresolution microscopysynergismtoolultra high resolution
项目摘要
Project Summary
My research takes a unique approach in which the development of next-generation microscopy methods
progresses in parallel with fundamental discoveries in cell biology. On the method-development front, besides
earlier success in achieving sub-10 nm resolution for super-resolution microscopy, my recent work has
pioneered the concept of multidimensional and multifunctional super-resolution microscopy, in which
intracellular functional parameters, including local chemical polarity, pH, diffusivity, and protein activity, are
mapped out at nanometer resolution and single-molecule sensitivity. Empowered by such capabilities, my lab
has been highly successful in unveiling hidden subcellular structures and processes, as well as their underlying
biophysical rules, for diverse systems ranging from the mammalian cytoskeleton, intracellular transport,
organelle morphology and biogenesis, to membrane biology. Our future research continues to push forward the
synergy between method development and biological discoveries. Major directions include charge-modulated
protein interactions and effects on diffusion inside the organelle lumen, superdiffusion and subdiffusion in the
living cell, organelle pH dynamics and role in protein trafficking, and the structure and physical properties of the
ER exit site in relationship with the biogenesis of transport carriers. Moreover, by integrating super-resolution
microscopy with FIB-SEM, we will obtain holistic pictures of the unusually thin tubular organelles we recently
discovered and further substantiate their functions and biogenesis. Separately, we are developing a new tool,
single-molecule electrophoresis microscopy, to quantify protein charge states at the super-resolution level.
Together, through the continued development of empowering microscopy tools and their tactical application to
fundamental biological questions, we will continue shifting the paradigms of how we understand the complex,
dynamic behavior of the cell.
项目摘要
我的研究采用了一种独特的方法,在这种方法中,下一代显微镜方法的发展
与细胞生物学的基本发现并行进展。在方法开发方面,此外
早期成功实现了超分辨率显微镜的低于10 nm分辨率,我最近的工作已有
开创了多维和多功能超分辨率显微镜的概念,其中
细胞内功能参数,包括局部化学极性,pH,扩散性和蛋白质活性,是
以纳米分辨率和单分子灵敏度映射。我的实验室赋予了这样的能力
在揭示隐藏的亚细胞结构和过程及其基础方面一直非常成功
生物物理规则,适用于哺乳动物细胞骨架,细胞内转运的不同系统,
细胞器的形态和生物发生,膜生物学。我们未来的研究继续推动
方法开发与生物学发现之间的协同作用。主要方向包括电荷调制
蛋白质相互作用以及对细胞器管腔内部扩散的影响,超扩散和延伸
活细胞,细胞器pH动力学和在蛋白质运输中的作用,以及
与运输载体的生物发生有关的ER出口部位。而且,通过整合超分辨率
使用FIB-SEM的显微镜,我们将获得最近我们最近的整体图片
发现并进一步证实了它们的功能和生物发生。另外,我们正在开发一个新工具,
单分子电泳显微镜,以量化超分辨率水平的蛋白质电荷态。
一起,通过持续开发授权显微镜工具及其战术应用
基本的生物学问题,我们将继续转移我们如何理解综合体的范式
细胞的动态行为。
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 }}
Ke Xu其他文献
Ke Xu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 }}
相似国自然基金
YAP通过调控处理小体形成促进结直肠癌发生的生物学功能与分子机制研究
- 批准号:82273022
- 批准年份:2022
- 资助金额:52.00 万元
- 项目类别:面上项目
YAP通过调控处理小体形成促进结直肠癌发生的生物学功能与分子机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
ACAT1蛋白第263位赖氨酸琥珀酰化在ARID1A突变型卵巢癌发生发展中的生物学功能及分子机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
trans-menopause期骨质丢失相关肠道菌群调控PMOP发生的作用及生物学机制研究
- 批准号:82273711
- 批准年份:2022
- 资助金额:52.00 万元
- 项目类别:面上项目
捕食线虫真菌外泌体的生物发生及生物学功能研究
- 批准号:32260029
- 批准年份:2022
- 资助金额:33.00 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似海外基金
Utilizing induced pluripotent stem cells to study the role of alveolar type 2 cell dysfunction in pulmonary fibrosis
利用诱导多能干细胞研究肺泡2型细胞功能障碍在肺纤维化中的作用
- 批准号:
10591174 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 44.14万 - 项目类别:
Exploring how cells generate and release distinct subpopulations of dense-core vesicles
探索细胞如何产生和释放不同的致密核心囊泡亚群
- 批准号:
10679873 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 44.14万 - 项目类别:
The 11S-associated immunoproteasome in mitochondrial function and metabolic disorders
线粒体功能和代谢紊乱中的 11S 相关免疫蛋白酶体
- 批准号:
10681643 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 44.14万 - 项目类别:
Function and regulation of heterotrimeric G proteins in ciliogenesis and pathobiology of neurodevelopmental disorders
异源三聚体 G 蛋白在纤毛发生和神经发育障碍病理学中的功能和调节
- 批准号:
10651317 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 44.14万 - 项目类别:
The role of extracellular vesicles in keratoconus pathogenesis
细胞外囊泡在圆锥角膜发病机制中的作用
- 批准号:
10595121 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 44.14万 - 项目类别: