单个活细胞内蛋白泛素化和去泛素化过程的时空信息获取新方法研究及应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21874090
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0404.化学与生物传感
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Ubiquitination and deubiquitination are very important biochemical processes to adjust proteins in the cell. They lead to the changes in protein structure, abnormal expression in space or time and inactivation, all of that are closely related with tumor growth, neuropathy, etc. However, at present, due to the lack of the effective in-situ analysis methods to study ubiquitination and deubiquitination processes, it hampers its basic research in this area and the developing of the related drugs. Aims of this project is to use microfluidic chips as cell culture and operating units, to develop single molecule fluorescence cross-correlation spectroscopy (FCCS) and fluorescence resonance energy transfer fluorescence correlation spectroscopy (FRET-FCS) as in situ analysis methods, to establish in situ analysis strategy to investigate ubiquitination and deubiquitination processes within single cell, and extract spatial-temporal information about the ubiquitination and deubiquitination processes. In the project, the ubiquitination and ubiquitination of tumor suppressor protein p53 in living cells are used as model. Non-natural amino acids (UAAs) are introduced into ubiquitin by the use of genetic codons technique; "On-off type" fluorescent probes are designed and synthesized; Ubiquitin is selectively labeled with the fluorescent probe using the biological orthogonal reaction between probes and UAAs of ubiquitin. The p53 is modified with green fluorescent protein by genetic engineering technique. FCCS and FRET-FCS is used to study the ubiquitination and deubiquitination processes. The project is expected to provide new methods for basic research of protein ubiquitination and the related drug screening.
蛋白泛素化和去泛素化是调节细胞内蛋白质的非常重要过程,其导致的蛋白结构改变、异常的时空表达以及活性失控与肿瘤生长、神经病变等密切相关。目前由于缺乏泛素化和去泛素化原位分析方法,严重阻碍了该领域基础研究及其相关药物的研发。本项目旨在以微流控芯片为在线细胞培养和操作系统,以单分子荧光互相关光谱(FCCS)和荧光共振能量转移-荧光相关光谱(FRET-FCS)为分析手段,建立单细胞内蛋白泛素化和去泛素化过程的原位实时分析方法,获取细胞内泛素化和去泛素化的时空信息。以抑癌蛋白p53的泛素化和去泛素化过程为模型;采用基因密码子拓展非天然氨基酸技术在泛素中引入非天然氨基酸;设计合成“开关型”荧光探针;利用生物正交反应对泛素进行选择性共价绿色荧光标记。采用基因重组技术将p53修饰红色荧光蛋白。采用FCCS和FRET-FCS技术原位研究p53泛素化和去泛素化过程,为泛素化的基础研究和相关药物筛选提供新方法。

结项摘要

活细胞内蛋白泛素化和去泛素化过程是调节细胞内蛋白质的非常重要过程,其导致的蛋白结构改变、异常的时空表达以及活性失控与肿瘤生长、神经病变等密切相关。但是目前可用于活细胞内蛋白泛素化和去泛素化过程原位分析的方法非常少。本项目通过从构建活细胞原位分析系统出发,采用单分子荧光自相关光谱、荧光互相关光谱(FCCS)和荧光共振能量转移-荧光相关光谱(FRET-FCS)等为分析技术,建立单细胞内蛋白泛素化和去泛素化过程的原位实时分析方法;并以p53等蛋白的泛素化和去泛素化过程为模型,对活细胞内p53等蛋白的泛素化和去泛素化过程以及药物对这两种过程的调控作用进行了细致的研究。这些研究不仅为调控蛋白的泛素化过程的药物研究提供了一种重要的活细胞原位分析手段,也为活细胞内蛋白泛素化和去泛素化过程研究提供了重要的科学工具。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Quantification of mRNA in Single Cells Based on Dimerization-Induced Photoluminescence Nonblinking of Quantum Dots.
基于二聚化诱导的量子点光致发光非闪烁的单细胞 mRNA 定量。
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.2c02209
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Analytical Chemistry
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Jie Yang;Chaoqing Dong;Aidi Zhang;Jicun Ren
  • 通讯作者:
    Jicun Ren
激光共聚焦扫描成像-荧光相关光谱系统的研究及其应用
  • DOI:
    10.13526/j.issn.1006-6144.2020.05.012
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    分析科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董辰博;李福才;董朝青;蔡萍;任吉存
  • 通讯作者:
    任吉存
Controllable “Clicked-to-Assembled” Plasmonic Core–Satellite Nanostructures and Its Surface-Enhanced Fluorescence in Living Cells
活细胞中的可控“点击组装”等离激元核心—卫星纳米结构及其表面增强荧光
  • DOI:
    10.1021/acsomega.9b02581
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    ACS Omega
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Xuejie Yang;Jialing Li;Liyun Deng;Di Su;Chaoqing Dong;Jicun Ren
  • 通讯作者:
    Jicun Ren

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其他文献

毛细管电泳表征巯基聚乙二醇与碲化镉量子点相互作用
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  • 通讯作者:
    董朝青
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溶液的表征-p
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  • 通讯作者:
    任吉存等
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    任吉存;陈虹锦;李众;黄香宜;祝欣;董朝青
  • 通讯作者:
    董朝青
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  • 期刊:
    分析科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    祝欣;董朝青;王金杰;黄香宜;李众;任吉存
  • 通讯作者:
    任吉存

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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