Defining the regulatory role of protein O-fucosylation during pollen-pistil communication

定义蛋白质 O-岩藻糖基化在花粉-雌蕊通讯过程中的调节作用

基本信息

项目摘要

Plant reproduction is responsible for the generation of new plant embryos with their surrounding starch or oil rich tissues (seeds/fruits) which are used worldwide as important food and energy sources. Additionally, it is becoming increasingly important to reproductively isolate plants growing in a field setting to prevent gene flow between transgenic and non-transgenic variants. The Wallace lab has recently demonstrated that a group of proteins called Protein O-FucosylTransferases (POFTs), which attach sugars onto target proteins to regulate their behavior, play a role in this plant reproduction process. The Wallace lab will use advanced biochemical and genetic methods to dissect the contribution of POFTs in plant reproduction and identify the proteins that are being regulated by these enzymes to elucidate how POFTs contribute to plant reproduction and how these enzymes could be manipulated to optimize this process. Additionally, this project will support the research training of graduate, undergraduate, and high school students from diverse and under-represented backgrounds. This project will also support the development of web-based video protocols that communicate the advanced methods used to approach this research in a freely available manner. The long-term goal is to mechanistically understand the enzymes that catalyze protein O-fucosylation, their protein targets, and the extent of this modification in plant systems. The central hypothesis guiding this research is that POFTs fucosylate target proteins that govern cell wall polysaccharide biosynthesis, cell adhesion, and cell-cell communication in plants. Specific Aim 1 seeks to understand the enzymology and sugar nucleotide substrate specificity of Arabidopsis putative POFTs by employing sugar nucleotide hydrolysis assays to understand which sugar nucleotides are substrates for putative POFTs. Specific Aim 2 will employ biotin proximity labeling and advanced quantitative proteomic analysis to identify putative protein glycosylation substrates of these POFTs. Specific Aim 3 will utilize affinity capture methods and advanced proteomic analysis to broadly identify proteins in the Arabidopsis proteome that are subject to post-translational protein O-fucosylation, thus providing a catalog of proteins that are modified in this manner. The unifying goal of this research is to elucidate the role of protein O-fucosylation in plant systems, with a particular focus on plant sexual reproduction, and to understand how these post-translational modifications actuate diverse processes, such as cell adhesion and cell-cell communication.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
植物繁殖负责产生新的植物胚胎及其周围富含淀粉或油的组织(种子/果实),这些组织在全世界范围内用作重要的食物和能源。 此外,对田间生长的植物进行生殖隔离以防止转基因和非转基因变体之间的基因流动变得越来越重要。 Wallace 实验室最近证明,一组称为蛋白质 O-岩藻糖基转移酶 (POFT) 的蛋白质在植物繁殖过程中发挥着重要作用,它们将糖附着到目标蛋白质上以调节其行为。 Wallace 实验室将使用先进的生化和遗传学方法来剖析 POFT 在植物繁殖中的贡献,并识别受这些酶调节的蛋白质,以阐明 POFT 如何促进植物繁殖以及如何操纵这些酶来优化这一过程。 此外,该项目还将支持来自不同背景和代表性不足的研究生、本科生和高中生的研究培训。 该项目还将支持基于网络的视频协议的开发,该协议以免费的方式传达用于进行这项研究的先进方法。长期目标是从机制上了解催化蛋白质 O-岩藻糖基化的酶、它们的蛋白质靶标以及植物系统中这种修饰的程度。 指导这项研究的中心假设是 POFT 岩藻糖基化靶蛋白,这些蛋白控制植物中的细胞壁多糖生物合成、细胞粘附和细胞间通讯。 具体目标 1 旨在通过采用糖核苷酸水解测定来了解哪些糖核苷酸是假定 POFT 的底物,从而了解拟南芥假定 POFT 的酶学和糖核苷酸底物特异性。 具体目标 2 将采用生物素邻近标记和先进的定量蛋白质组分析来识别这些 POFT 的假定蛋白质糖基化底物。 具体目标 3 将利用亲和捕获方法和先进的蛋白质组分析来广泛鉴定拟南芥蛋白质组中受翻译后蛋白质 O-岩藻糖基化影响的蛋白质,从而提供以这种方式修饰的蛋白质目录。 这项研究的统一目标是阐明蛋白质 O-岩藻糖基化在植物系统中的作用,特别关注植物有性生殖,并了解这些翻译后修饰如何启动不同的过程,例如细胞粘附和细胞间通讯。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Disruption of pollen tube homogalacturonan synthesis relieves pollen tube penetration defects in the Arabidopsis O-FUCOSYLTRANSFERASE1 mutant
  • DOI:
    10.1007/s00497-023-00468-5
  • 发表时间:
    2023-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Kayleigh Robichaux;Devin K. Smith;Madison Blea;Chrystle Weigand;J. Harper;I. Wallace
  • 通讯作者:
    Kayleigh Robichaux;Devin K. Smith;Madison Blea;Chrystle Weigand;J. Harper;I. Wallace
{{ 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 }}

Jeffrey Harper其他文献

A short critique on biomining technology for critical materials
  • DOI:
    10.1007/s11274-021-03048-9
  • 发表时间:
    2021-04-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.200
  • 作者:
    Behrooz Abbasi;Jeffrey Harper;Seyedsaeid Ahmadvand
  • 通讯作者:
    Seyedsaeid Ahmadvand
Evidence for an abundant 33,000-dalton polypeptide regulated by cytokinins in cultured tobacco tissues
  • DOI:
    10.1007/bf00397733
  • 发表时间:
    1983-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.800
  • 作者:
    Richard Eichholz;Jeffrey Harper;Georg Felix;Frederick Meins
  • 通讯作者:
    Frederick Meins

Jeffrey Harper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('Jeffrey Harper', 18)}}的其他基金

The function of lipid flippases in plant growth and thermotolerance
脂质翻转酶在植物生长和耐热性中的功能
  • 批准号:
    2129234
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NSF-IOS-BSF: Collaborative Research US/Israel: Transcriptome and post-translational regulation of heat stress tolerance in pollen
NSF-IOS-BSF:美国/以色列合作研究:花粉热应激耐受性的转录组和翻译后调控
  • 批准号:
    1656774
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Calcium Dependent Protein Kinases in Pollen Tube Tip Growth
花粉管尖端生长中的钙依赖性蛋白激酶
  • 批准号:
    0920624
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Prediction and Validation of Phospho-Regulatory Sites in Crop Plant Proteomes
作物蛋白质组中磷酸调节位点的预测和验证
  • 批准号:
    0436450
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Prediction and Validation of Phospho-Regulatory Sites in Crop Plant Proteomes
作物蛋白质组中磷酸调节位点的预测和验证
  • 批准号:
    0321450
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Signal Transduction by Calcium Dependent Protein Kinases in Higher Plants
高等植物中钙依赖性蛋白激酶的信号转导
  • 批准号:
    9723539
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NASA/NSF Collaborative Research: Calcium-Mediated Mechano- Sensory Signal Transduction in Plants
NASA/NSF 合作研究:植物中钙介导的机械感觉信号转导
  • 批准号:
    9416038
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CA2+ - Mediated Signal Transduction in Plants
CA2 - 植物介导的信号转导
  • 批准号:
    9408101
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CA2+-Mediated Signal Transduction in Plants
CA2 - 植物介导的信号转导
  • 批准号:
    9205561
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NATO Postdoctoral Fellow
北约博士后研究员
  • 批准号:
    8651704
  • 财政年份:
    1986
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Idh3a作为线粒体代谢—表观遗传检查点调控产热脂肪功能的机制研究
  • 批准号:
    82370851
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NPM1表观重塑巨噬细胞代谢及修复表型在心肌缺血损伤中的调控作用
  • 批准号:
    82371825
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NPC1调控肾上腺皮质激素分泌影响代谢稳态的机制研究
  • 批准号:
    82370796
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
增强子在小鼠早期胚胎细胞命运决定中的功能和调控机制研究
  • 批准号:
    82371668
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
发展基因编码的荧光探针揭示趋化因子CXCL10的时空动态及其调控机制
  • 批准号:
    32371150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Sestrin2抑制内质网应激对早产儿视网膜病变的调控作用及其机制研究
  • 批准号:
    82371070
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蛋白磷酸酶1调节亚基3c(PPP1R3c)调控肝脏糖异生的作用及机制研究
  • 批准号:
    82370810
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
以PXR、CAR为核心的调控网络、作用机制及其指导环磷酰胺个体化用药的临床转化研究
  • 批准号:
    81173131
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
转录因子DNA结合谱绘制新方法及其应用研究
  • 批准号:
    61171030
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Defining the developmental mechanisms of pericardium formation
定义心包形成的发育机制
  • 批准号:
    10605059
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Full Project 1: Defining Mechanisms of MICAL-dependent Pancreatic Cancer Cell Migration
完整项目 1:MICAL 依赖性胰腺癌细胞迁移的定义机制
  • 批准号:
    10762273
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Defining the role of GNAS in gastrointestinal metastasis
定义 GNAS 在胃肠道转移中的作用
  • 批准号:
    10644197
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Project 1: Defining Mechanisms of MICAL-dependent Pancreatic Cancer Cell Migration
项目 1:定义 MICAL 依赖性胰腺癌细胞迁移机制
  • 批准号:
    10762144
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Defining pro-metastatic and endothelial-regulatory roles for LIN28B in hepatocellular carcinoma
定义 LIN28B 在肝细胞癌中的促转移和内皮调节作用
  • 批准号:
    10865508
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Defining molecular and gene-regulatory dysregulation in Down Syndrome tissues and models
定义唐氏综合症组织和模型中的分子和基因调节失调
  • 批准号:
    10433667
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Defining the cell type-specific role of miR-9-2 in telencephalon development
定义 miR-9-2 在端脑发育中的细胞类型特异性作用
  • 批准号:
    10507246
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Defining the Cellular Morphogenic Behaviors that Shape the Developing Heart
定义塑造心脏发育的细胞形态发生行为
  • 批准号:
    10390060
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Defining the regulation and regulatory mechanisms of TCF-1 in CD8+ T cell differentiation
明确TCF-1在CD8 T细胞分化中的调节和调控机制
  • 批准号:
    10605014
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
Defining how TCR strength of signal modulates Treg function
定义 TCR 信号强度如何调节 Treg 功能
  • 批准号:
    10707431
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 52.95万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了