Impact of chemical modification of non-coding RNAs on gene expression in S. pombe

非编码 RNA 化学修饰对粟酒裂殖酵母基因表达的影响

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2020-06064
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.33万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2022-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Cells have evolved a number of diverse mechanisms by which they ensure the stable expression of genes that are critical to life, as well as complex schemes by which they can vary such processes in order to adapt to environmental conditions and stresses. Many of these mechanisms and processes are highly conserved throughout evolution. It is often then much simpler and more straight-forward to study these critical processes using single-celled eukaryotes from which we can then extrapolate insights into how related processes are controlled in higher eukaryotes, like humans. In our proposed work, we plan to use the simple yeast Schizosaccharomyces pombe to investigate how specific chemical reactions contribute to the stable maintenance of components of the intracellular machinery that are used to control gene expression. More specifically, we propose to study a number of conserved but poorly characterized enzymes that are responsible for the chemical modification of RNA molecules that comprise critical components of the gene expression infrastructure.  One class of enzymes we will study is responsible for the chemical modification of transfer RNAs (tRNAs), which are molecules that play critical roles in the synthesis of proteins in all life forms examined. These enzymes are hypothesized to promote tRNA stability and play a role in tRNA quality control, and so our proposed work will lead to new insights into how cells ensure that the machinery used to synthesize proteins is correctly generated.  We also plan to investigate another class of methyltransferases that modify other types of non-coding RNAs but whose precise function and importance are not well understood.  The evolutionary conservation of these enzymes is unusual: they are present in some organisms but not others, even though the known targets of the enzyme are universal and critically important to cellular growth.   By studying the evolutionary conservation of these RNA modification enzymes and their targets in Schizosaccharomyces pombe, we will arrive at a better understanding of how life has evolved to promote robust synthesis of the machinery used to express genes as well as the quality control mechanisms in place to ensure this is done correctly. The elucidation of these mechanisms in yeast will be useful in extrapolating related pathways in higher organisms, and may assist in the generation of new tools for genetic engineering, as well in the design of new anti-microbials.
细胞已经进化出许多不同的机制,通过这些机制确保对生命至关重要的基因的稳定表达,以及复杂的机制,通过这些机制和复杂的机制,细胞可以改变这些过程以适应环境条件和压力。在整个进化过程中,这些过程是高度保守的,使用单细胞真核生物研究这些关键过程通常要简单得多,我们可以从中推断出在人类等高等真核生物中如何控制相关过程。拟议的工作,我们计划使用简单的酵母裂殖酵母来研究特定的化学反应如何有助于稳定维持用于控制基因表达的细胞内机器的组件。更具体地说,我们建议研究一些保守但特征不明确的酶。负责构成基因表达基础设施关键组成部分的 RNA 分子的化学修饰,我们将研究的一类酶负责转移 RNA (tRNA) 的化学修饰,这些分子在合成中发挥着关键作用。蛋白质这些酶是率先促进 tRNA 稳定性并在 tRNA 质量控制中发挥作用的,因此我们提出的工作将为细胞如何确保正确生成用于合成蛋白质的机制带来新的见解。他们还计划研究另一类甲基转移酶,它们可以修饰其他类型的非编码 RNA,但其确切功能和重要性尚不清楚。这些酶的进化保守性是不寻常的:它们存在于某些生物体中,但不存在于其他生物体中,尽管它们存在于某些生物体中。已知的这些酶的靶标具有普遍性,并且对细胞生长至关重要。通过研究粟酒裂殖酵母中这些 RNA 修饰酶及其靶标的进化保守性,我们将更好地了解生命如何进化以促进所用机器的稳健合成。表达基因以及确保正确完成的质量控制机制。阐明酵母中的这些机制将有助于推断高等生物中的相关途径,并可能有助于生成用于基因工程的新工具,作为擅长新型抗菌剂的设计。

项目成果

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