Small RNA-mediated Translation Repression in Chlamydomonas

衣藻中小 RNA 介导的翻译抑制

基本信息

  • 批准号:
    1244576
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 56.69万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2013-05-01 至 2018-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Intellectual Merit: The growth and development of eukaryotes is determined by complex interactions between their genetic make-up and the environment. In multicellular organisms, the different types of cells, tissues, and organs are ultimately defined by differential gene expression. Small RNAs (~20-30 nucleotides in length) play important roles in gene regulation as well as in defense responses against parasitic genomic elements such as transposons and viruses. The biogenesis and mode of action of these noncoding RNAs have attracted great attention in recent years, but many aspects of small RNA (sRNA) function are still poorly characterized. One central problem is our incomplete understanding of the factors involved in these processes. Interestingly, in the green alga Chlamydomonas reinhardtii, sRNAs perfectly complementary to a target transcript can inhibit protein synthesis without or with only minimal mRNA destabilization. This mechanism operates at a post-initiation step of translation and appears to alter the function/structural conformation of translating ribosomes so that they display reduced sensitivity to inhibition by some antibiotics such as cycloheximide. Evidence for sRNA-repressed transcripts remaining associated with polyribosomes, a strong argument in support of post-initiation translation inhibition, also exists in several other eukaryotes. The project will focus on the mechanistic characterization of this relatively unexplored process. It will involve the identification of molecular components of sRNA-guided effector complexes, involved in post-initiation translation repression, and the isolation and analysis of algal mutants defective in this process. The research will also characterize endogenous transcripts preferentially repressed by sRNAs at the translational level and begin addressing the role(s) of small RNAs in algal biology. Chlamydomonas offers an advantage for the isolation and characterization of novel factors involved in sRNA-mediated translation repression since the RNA interference (RNAi) machinery, despite being fairly complex, is not required for organismal viability. Moreover, novel mechanistic insights may be obtained through these studies because algae and land plants appear to lack orthologs of several of the proteins implicated in sRNA-mediated post-transcriptional regulation in metazoans. Characterization of RNAi in evolutionarily divergent eukaryotes is expected to contribute to our understanding of both common as well as lineage-specific mechanisms of sRNA-mediated silencing.Broader ImpactsThe project will have an impact on human resource development through the direct training of undergraduate and graduate students and one postdoctoral fellow. Students will learn research methodology via hands on experience, with the goal of fostering their interest in scientific discovery. The laboratory findings will be used to stimulate the learning process and to promote discussions on the benefits of algal/plant science research in two plant biology courses. The training of a postdoctoral fellow for a career which combines research and education is also a central component of the project. Additionally, students will participate in a number of programs devoted to the instruction of minority individuals and in outreach activities with a non-profit organization working to educate the public on the nature and importance of science. The results of the project may also have practical implications for the genetic improvement of algal strains for biofuel production. One key constraint for the commercial development of algal feedstocks is the very limited knowledge on the regulatory mechanisms that control gene expression and metabolism. The anticipated findings will contribute useful information for understanding the function of small RNAs in microalgae and for the development of tools to modulate gene expression.
智力优势:真核生物的生长和发育是由它们的基因组成和环境之间复杂的相互作用决定的。在多细胞生物中,不同类型的细胞、组织和器官最终是由不同的基因表达决定的。小rna(长度约为20-30个核苷酸)在基因调控以及对寄生基因组元件(如转座子和病毒)的防御反应中发挥重要作用。近年来,这些非编码RNA的生物发生和作用方式引起了人们的极大关注,但对小RNA (sRNA)功能的许多方面仍知之甚少。一个核心问题是我们对这些过程中涉及的因素的理解不完全。有趣的是,在绿藻莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)中,与目标转录物完全互补的sRNAs可以抑制蛋白质合成,而不破坏或仅破坏最小的mRNA稳定性。这种机制在翻译起始后的阶段起作用,似乎改变了翻译核糖体的功能/结构构象,从而降低了它们对某些抗生素(如环己亚胺)抑制的敏感性。srna抑制转录物与多核糖体相关的证据也存在于其他真核生物中,这是支持起始后翻译抑制的有力论据。该项目将侧重于这一相对未被探索的过程的机制特征。它将涉及srna引导的效应复合物的分子成分鉴定,涉及起始后翻译抑制,以及在此过程中有缺陷的藻类突变体的分离和分析。该研究还将在翻译水平上描述被sRNAs优先抑制的内源性转录物,并开始解决小rna在藻类生物学中的作用。衣藻为分离和表征参与RNA介导的翻译抑制的新因子提供了优势,因为RNA干扰(RNAi)机制尽管相当复杂,但不是生物体生存所必需的。此外,通过这些研究可以获得新的机制见解,因为藻类和陆地植物似乎缺乏与后生动物中srna介导的转录后调节有关的几种蛋白质的同源物。在进化上不同的真核生物中对RNAi的表征有望有助于我们理解srna介导的沉默的共同机制和谱系特异性机制。更广泛的影响该项目将通过直接培养本科生、研究生和一名博士后,对人力资源发展产生影响。学生将通过亲身体验学习研究方法,目的是培养他们对科学发现的兴趣。在两门植物生物学课程中,实验室的研究结果将用于刺激学习过程,并促进对藻类/植物科学研究的好处的讨论。培养博士后从事研究与教育相结合的职业也是该项目的核心组成部分。此外,学生们还将参加一些专门针对少数民族个人的指导项目,以及与一家非营利组织一起开展的推广活动,该组织致力于向公众宣传科学的本质和重要性。该项目的结果也可能对用于生物燃料生产的藻类菌株的遗传改良具有实际意义。藻类原料商业开发的一个关键制约因素是对控制基因表达和代谢的调节机制的了解非常有限。预期的发现将为理解微藻中小rna的功能和开发调节基因表达的工具提供有用的信息。

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 }}

Heriberto Cerutti其他文献

クラミドモナスmiRNAを介した遺伝子発現抑制はseed配列の相同性のみで誘導される
衣藻 miRNA 介导的基因表达抑制仅由种子序列同源性诱导
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山崎朋人;Heriberto Cerutti;大濱武
  • 通讯作者:
    大濱武
小分子RNAを介した翻訳抑制とRaptorの役割
小RNA介导的翻译抑制和Raptor的作用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山崎朋人;Heriberto Cerutti;大濱武
  • 通讯作者:
    大濱武
MLK4-mediated phosphorylation of histone H3T3 promoters flowering by transcriptional silencing of FLC/MAF in Arabidopsis thaliana
拟南芥中 MLK4 介导的组蛋白 H3T3 启动子磷酸化通过转录沉默 FLC/MAF 开花
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhen Wang;Junmei Kang;Juan Arm;o Casas-Mollano;Yongchao Dou;Shangang Jia;Qingchuan Yang;Chi Zhang;Heriberto Cerutti
  • 通讯作者:
    Heriberto Cerutti
単細胞緑藻クラミドモナスを用いたRNAサイレンシング機構の解析
利用单细胞绿藻衣藻分析 RNA 沉默机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山崎朋人;Heriberto Cerutti;大濱武
  • 通讯作者:
    大濱武
On the origin and functions of RNA-mediated silencing: from protists to man
  • DOI:
    10.1007/s00294-006-0078-x
  • 发表时间:
    2006-05-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.600
  • 作者:
    Heriberto Cerutti;J. Armando Casas-Mollano
  • 通讯作者:
    J. Armando Casas-Mollano

Heriberto Cerutti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 }}

{{ truncateString('Heriberto Cerutti', 18)}}的其他基金

Mechanisms of Small RNA-Mediated Silencing in Chlamydomonas
衣藻中小 RNA 介导的沉默机制
  • 批准号:
    2131783
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Standard Grant
REU Site: Integrated Development of Bioenergy Systems
REU网站:生物能源系统综合开发
  • 批准号:
    2050574
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mechanisms of small RNA-mediated translation repression in Chlamydomonas
衣藻中小 RNA 介导的翻译抑制机制
  • 批准号:
    1616863
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Histone H3 Phosphorylation and Gene Silencing in Chlamydomonas and Arabidopsis
衣藻和拟南芥中的组蛋白 H3 磷酸化和基因沉默
  • 批准号:
    1052281
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Histone Modifications and Transcriptional Silencing in Chlamydomonas
衣藻中的组蛋白修饰和转录沉默
  • 批准号:
    0544448
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Transcriptional Gene Silencing in Chlamydomonas and Arabidopsis
衣藻和拟南芥中的转录基因沉默
  • 批准号:
    0131357
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Epigenetic Silencing of Nuclear Transgenes in Chlamydomonas
衣藻核转基因的表观遗传沉默
  • 批准号:
    9808473
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于多模态嵌入的RNA远程同源模板识别方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RNA剪接失调导致脊肌萎缩症的分子机制研究
  • 批准号:
    JCZRYB202500984
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
脑胶质瘤RNA异常代谢与病理功能
  • 批准号:
    JCZRQT202500132
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RNA结合蛋白PTBP1调控UCP2抑制滋养层细胞氧化应激在子痫前期中的作用及分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
长链非编码RNA Malat1通过PTEN/TCF-1促进记忆CD8+ T细胞分化的机
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于小RNA深度测序鉴定重庆地区药用植物病毒病原
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RNA修饰调控线粒体代谢的机制及其在代谢性疾病防治中的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
环状RNA circSREBF2介导的代谢重编程在甲氨蝶呤耐药类风湿性关节炎中的作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RNA结合基序蛋白5(RBM5)通过调控神经传递影响老年小鼠术后认知功能障碍
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Small RNA-mediated warfare between viruses and their hosts
小RNA介导的病毒与其宿主之间的战争
  • 批准号:
    10711930
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
Neurovascular functions of a small RNA Snord118-mediated ribosome biogenesis
小RNA Snord118 介导的核糖体生物发生的神经血管功能
  • 批准号:
    10355240
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
Oral small molecule inhibitors of NSP4-mediated membrane-associated RNA replication of SARS-CoV-2 and other RNA viruses
NSP4 介导的 SARS-CoV-2 和其他 RNA 病毒膜相关 RNA 复制的口服小分子抑制剂
  • 批准号:
    10514275
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
Mechanisms of Small RNA-Mediated Silencing in Chlamydomonas
衣藻中小 RNA 介导的沉默机制
  • 批准号:
    2131783
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Regulation of germline stem cell quiescence through small RNA-mediated chromatin remodeling
通过小RNA介导的染色质重塑调节生殖干细胞静止
  • 批准号:
    451020
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Operating Grants
Evolution of Gene Regulation through small RNA-mediated neofunctionalisation.
通过小 RNA 介导的新功能化进行基因调控的进化。
  • 批准号:
    BB/S009256/1
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Research Grant
Small RNA Mediated regulation of bovine oocytes and embryos
小RNA介导的牛卵母细胞和胚胎的调控
  • 批准号:
    541817-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Germline genome integrity maintained by small RNA-mediated chromatin regulation
小RNA介导的染色质调节维持种系基因组完整性
  • 批准号:
    18H02421
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
An integrative epigenomic approach to discover small RNA mediated regulatory programs in Paramecium tetraurelia
一种综合表观基因组方法来发现草履虫中小 RNA 介导的调控程序
  • 批准号:
    292631656
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Research Grants
Mechanisms of small RNA-mediated translation repression in Chlamydomonas
衣藻中小 RNA 介导的翻译抑制机制
  • 批准号:
    1616863
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 56.69万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了