人源非编码小RNA膜蛋白转运复合体冷冻电镜研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31870719
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    汪涛
  • 依托单位：
    深圳湾实验室
  • 学科分类：
    C0501.结构生物学
  • 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

The non-coding small RNAs possess important biological functions, but it still remains elusive that how the heterologous small RNAs could be transported across the membrane and enter the cell. Functional studies found that the existence of membrane protein small RNA transporters play key roles in the process of heterologous non-coding small RNA transportation. . Human small RNA transportosome 1 (hRT-1) is encoded as a membrane protein with a molecular weight of nearly 100,000 Dalton. hRT-1 contains 11 transmembrane helices, could form biological multimers and functional ternary complex by organizing its own and other macromolecules. Meanwhile, hRT-1 contains complicated protein post-translational modifications like glycosylation etc, thus it is very difficult to conduct the structural studies by X-ray crystallography.. In this project, we will carry out structural analysis for human hRT-1 with the help of powerful Cryo-Electron Microscopy (Cryo-EM), using single particle 3D reconstruction technology, and combine with X-ray crystallography, to determine the ternary complex of human hRT-1 transporter, and reveal the mechanism of non-coding small RNA transmembrane transportation. The elucidation of this mechanism will play a great role in the promotion of development of non-coding small RNA based drugs and related biotechnology.
非编码小RNA有着重要的生物学功能，但是目前对于异源小RNA如何进入细胞的过程尚不清楚。功能研究结果发现人类消化道细胞膜上存在非编码小RNA膜蛋白转运体hRT-1（human small RNA transportosome 1），它在异源非编码小RNA进入细胞的过程中起着关键作用。.人源hRT-1是单体分子量近10万的膜蛋白，包含11次跨膜螺旋，自身与其他大分子能够形成多聚化的活性状态，同时它含有复杂的糖基化等蛋白翻译后修饰，利用X射线晶体学研究其结构与功能存在很大的难度。.本项目中我们针对人类hRT-1开展冷冻电镜结构研究，利用单颗粒重构技术研究其三维结构，结合X射线晶体学，阐释其跨膜转运非编码小RNA的作用机制，这个机制的阐明对于基于非编码小RNA的药物研发与相关生物技术将有着巨大促进作用。

结项摘要

非编码小RNA有着重要的生物学功能，但是目前对于异源小RNA如何进入细胞的过程尚不清楚。对于小RNA的功能性研究结果发现人类消化道细胞膜上存在非编码小RNA膜蛋白转运体，它在异源非编码小RNA进入细胞的过程中起着关键作用。如果能够深入了解食源性小RNA进入人体的分子机制与原理，不仅能够极大的拓展人类关于非编码小RNA跨膜转运与调控人体机能的认识，也能够为人类开发利用非编码小RNA药物奠定相关基础。.本项目中我们尝试利用单颗粒重构技术研究其三维结构并阐释其跨膜转运非编码小RNA的作用机制。.在项目的4年执行期内，我们针对人类RNA膜蛋白转运体开展了冷冻电镜结构研究，完成了人源RNA膜蛋白转运体胞外水溶区与全长膜蛋白的蛋白质基因工程表达与纯化，尝试了多种方法制备并稳定人源RNA膜蛋白转运体，同时开展了冷冻电镜样品制备与数据收集，取得了一系列的结果，但由于样品在冷冻电镜载网上存在严重的各向异性，通过多种方法也未能获得积极改善，目前只获得了6.5埃低分辨率的人源RNA膜蛋白转运体胞外区冷冻电镜初步结构及14埃左右的全长蛋白初步轮廓，尚未能解析高分辨率结构。在项目执行期内，我们解析了重要生物功能复合体signalosome中CSN2亚单位的晶体学结构，论文发表在2020年PNAS上。我们解析了人IGF1R受体冷冻电镜结构，论文发表在2020年structure上。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Cryo-EM structure of dodecamer human p97 in complex with NMS-873 reveals S765-G779 peptide plays critical role for D2 ring oligomerization
十二聚体人 p97 与 NMS-873 复合物的冷冻电镜结构揭示 S765-G779 肽在 D2 环寡聚化中发挥关键作用
  • DOI：
    10.1016/j.bbrc.2022.02.056
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Biochemical and Biophysical Research Communications
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Shan Liu;Xuejun Ye;Wei Liu;Li Liu;Dongyang Li;Qihui Lin;Tao Wang
  • 通讯作者：
    Tao Wang
Visualization of Ligand-Bound Ectodomain Assembly in the Full-Length Human IGF-1 Receptor by Cryo-EM Single-Particle Analysis
通过冷冻电镜单粒子分析可视化全长人 IGF-1 受体中配体结合的胞外域组装
  • DOI：
    10.1016/j.str.2020.03.007
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    STRUCTURE
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Zhang Xi;Yu Daqi;Sun Jingchuan;Wu Yujie;Gong Junyuan;Li Xuemei;Liu Li;Liu Shan;Liu Jianbo;Wu Yulan;Li Dongyang;Ma Yinping;Han Xu;Zhu Yanan;Wu Zhaolong;Wang Yihua;Ouyang Qi;Wang Tao
  • 通讯作者：
    Wang Tao
Basis for metabolite-dependent Cullin-RING ligase deneddylation by the COP9 signalosome
COP9 信号体依赖代谢物的 Cullin-RING 连接酶去甲基化的基础。
  • DOI：
    10.1073/pnas.1911998117
  • 发表时间：
    2020-02-25
  • 期刊：
    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
  • 影响因子：
    11.1
  • 作者：
    Lin, Hong;Zhang, Xiaozhe;Rao, Feng
  • 通讯作者：
    Rao, Feng
Crystal structure of PppA from Pseudomonas aeruginosa, a key regulatory component of type VI secretion systems
铜绿假单胞菌 PppA 的晶体结构，VI 型分泌系统的关键调节成分
  • DOI：
    10.1016/j.bbrc.2019.06.020
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Biochemical and Biophysical Research Communications
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Yujie Wu;Junyuan Gong;Shan Liu;Dongyang Li;Yulan Wu;Xi Zhang;Yan Ren;Shao-Jian Xu;Jingchuan Sun;Tao Wang;Qi-Hui Lin;Li Liu
  • 通讯作者：
    Li Liu

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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

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          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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