Investigating the role of Sumo in piRNA-mediated germline heterochromatin maintenance in C.elegans
研究 Sumo 在 piRNA 介导的线虫种系异染色质维持中的作用
基本信息
- 批准号:10750099
- 负责人:
- 金额:$ 3.25万
- 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:2023-07-07 至 2026-07-06
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AffectAnimalsBindingBiochemistryBioinformaticsBiological AssayBiological ProcessCaenorhabditis elegansChromatinClustered Regularly Interspaced Short Palindromic RepeatsCo-ImmunoprecipitationsCollaborationsComplexDataDeacetylaseDefectDevelopmentDevelopmental BiologyEmbryoEnsureFertilityFutureGene ExpressionGene SilencingGenerationsGeneticGenome StabilityGerm CellsGoalsGonadal structureHeterochromatinHistone DeacetylaseHumanHybridsImmunofluorescence ImmunologicKnock-outLaboratory FindingMaintenanceMass Spectrum AnalysisMediatingMessenger RNAMicroscopyMusMutateNuclearNucleosomesPathway interactionsPlantsProteinsPublishingRegulationResearch PersonnelRoleSiteSmall RNASumoylation PathwayTestingTissuesTrainingTranscriptUbiquitinWorkcareerembryo tissuegenetic informationinduced pluripotent stem cellinsightmRNA sequencingmutantpiRNApreventrecruitself-renewaltransmission process
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Germline immortality is essential for species survival. Evidence from plants to animals suggests germline
immortality depends on small RNA pathways that promote genome stability. In Caenorhabditis elegans germline,
small RNAs that interact with the PIWI Argonaute protein PRG-1—called piRNAs—initiate silencing of foreign
sequences that is then maintained by Worm Argonautes (WAGOs). Nuclear WAGO-9 binds the nucleosome
remodeling and deacetylase (NuRD) complex via histone deacetylase (HDA-1), which initiates heterochromatin
formation on piRNA targets. piRNA pathway defects activate expression of foreign sequences and disrupt germ
cell development and fertility. How collaboration between the piRNA pathway and heterochromatin machinery is
regulated to promote germline immortality is unclear.
In the C. elegans germline, assembly of HDA-1 into the NuRD complex depends on the small ubiquitin-like
modifier (SUMO). In worms expressing mutant HDA-1 that cannot be SUMOylated, piRNA-mediated silencing,
germline heterochromatin formation, and fertility are lost. Interestingly, HDA-1 SUMOylation is not needed for its
assembly into the NuRD complex in somatic embryo. Together, these findings suggest that the piRNA pathway
relies on SUMO to co-opt NuRD complex assembly in the germline for silencing of piRNA targets.
This proposal seeks to explore how germline NuRD complex assembly and its recruitment by the piRNA pathway
are regulated. Aim 1 will explore the role of SUMOylated and germline-specific factors in preventing default
(SUMO independent) assembly of the NuRD complex in germline. The highly-conserved MRG-1 chromodomain
protein is essential for piRNA-mediated silencing and is SUMOylated. Preliminary data suggest SUMOylated
MRG-1 in germline renders HDA-1 function to be SUMO-dependent. Co-immunoprecipitation assays will be
used to determine whether SUMOylated MRG-1 prevents unmodified HDA-1 from assembling into the germline
NuRD complex. Because SUMOylated MRG-1 is abundant in embryonic tissue, this aim will also use mass
spectrometry and immunofluorescence assays to identify potential germline-specific factors interacting with
SUMOylated MRG-1 to render germline HDA-1 function SUMO dependent. Aim 2 will determine whether HDA-
1 SUMOylation promotes interaction with WAGO-9. Putative SUMO-interacting motifs of WAGO-9 will be
mutated and the effect on piRNA-mediated silencing and HDA-1interaction will be determined. This aim will also
computationally analyze published data characterizing strength of piRNA-target interactions to explore how the
piRNA pathway may utilize its targeting of transcripts to enact downstream silencing via heterochromatin. This
work will reveal how highly conserved small RNA and chromatin factors coordinate to promote germline
immortality, and provide the fellow with training in genetics, microscopy, biochemistry, and bioinformatics to
prepare them for a future career as an independent investigator.
项目概要
从植物到动物的证据表明,种系永生对于物种生存至关重要。
在秀丽隐杆线虫种系中,永生取决于促进基因组稳定性的小 RNA 途径。
与 PIWI Argonaute 蛋白 PRG-1 相互作用的小 RNA(称为 piRNA)会启动外源基因的沉默
然后由蠕虫 Argonautes (WAGO) 维持的序列与核小体结合。
通过组蛋白脱乙酰酶 (HDA-1) 形成的重塑和脱乙酰酶 (NuRD) 复合物,启动异染色质
piRNA 靶标上的形成缺陷会激活外源序列的表达并破坏细菌。
细胞发育和生育能力。piRNA 途径和异染色质机制之间的协作方式。
促进种系永生的调节尚不清楚。
在秀丽隐杆线虫种系中,HDA-1 组装到 NuRD 复合体中取决于小的泛素样
在表达突变体 HDA-1 的蠕虫中,该突变体不能被 SUMO 化,piRNA 介导的沉默,
种系异染色质形成,并且生育能力丧失,表明其不需要 HDA-1 SUMO 化。
总之,这些发现表明 piRNA 途径在体细胞胚胎中组装成 NuRD 复合体。
SUMO 依靠种系中的 Co-opt NuRD 复合体组装来沉默 piRNA 靶标。
该提案旨在探索种系 NuRD 复合物如何组装及其通过 piRNA 途径的招募
目标 1 将探讨 SUMO 化和种系特异性因素在预防违约方面的作用。
种系中 NuRD 复合物的(SUMO 独立)组装 高度保守的 MRG-1 染色结构域。
蛋白质对于 piRNA 介导的沉默至关重要,并且是 SUMO 化的,初步数据表明是 SUMO 化的。
种系中的 MRG-1 使 HDA-1 功能成为 SUMO 依赖性的。
用于确定 SUMOylated MRG-1 是否阻止未修饰的 HDA-1 组装到种系中
NuRD 复合物由于 SUMO 化的 MRG-1 在胚胎组织中含量丰富,因此该目标也将使用质量。
光谱测定法和免疫荧光测定法来识别潜在的种系特异性因子相互作用
SUMO化的MRG-1使种系HDA-1功能SUMO 目标2将确定HDA-1是否依赖。
1 SUMO 化促进与 WAGO-9 的相互作用。WAGO-9 的假定 SUMO 相互作用基序将是
突变以及对 piRNA 介导的沉默和 HDA-1 相互作用的影响也将被确定。
通过计算分析已发表的表征 piRNA-靶标相互作用强度的数据,以探索如何
piRNA 途径可能利用其转录本的靶向性,通过异染色质实现下游沉默。
这项工作将揭示高度保守的小RNA和染色质因子如何协调以促进种系
永生,并为研究员提供遗传学、显微镜学、生物化学和生物信息学方面的培训
为他们未来作为独立调查员的职业生涯做好准备。
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 }}
Johan Girgenrath其他文献
Johan Girgenrath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
乳酸介导的组蛋白乳酸化调控哺乳动物主要合子基因组激活的机制研究
- 批准号:82301880
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
早期环境暴露对儿童哮喘免疫保护的动物实验和机制研究
- 批准号:82300031
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于供应链视角的动物源性食品中抗微生物药物耐药性传导机制及监管策略研究
- 批准号:72303209
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
热带森林土壤氮添加下微节肢动物对氮转化过程的调控
- 批准号:32360323
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
Slc39a13在哺乳动物铁代谢中的作用
- 批准号:32371226
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Endothelial Cell Reprogramming in Familial Intracranial Aneurysm
家族性颅内动脉瘤的内皮细胞重编程
- 批准号:
10595404 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.25万 - 项目类别:
Investigation of UBQLN2 in neuronal dysfunction and ALS-FTD
UBQLN2 在神经元功能障碍和 ALS-FTD 中的研究
- 批准号:
10638277 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.25万 - 项目类别:
Dravet Syndrome Anti-Epileptic Control by Targeting GIRK Channels
通过针对 GIRK 通道进行 Dravet 综合征抗癫痫控制
- 批准号:
10638439 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.25万 - 项目类别:
Mechanisms underlying diarrhea and gut inflammation mediated by Enterotoxigenic and Enteropathogenic E. coli
产肠毒素和致病性大肠杆菌介导的腹泻和肠道炎症的机制
- 批准号:
10674072 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.25万 - 项目类别:
Deciphering the role of VTA dopaminergic signaling in memory consolidation during sleep
解读 VTA 多巴胺能信号在睡眠期间记忆巩固中的作用
- 批准号:
10677962 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 3.25万 - 项目类别: