Deciphering fundamental biological processes involving protein-nucleic acid interactions at the molecular level

破译涉及分子水平上蛋白质-核酸相互作用的基本生物过程

基本信息

  • 批准号:
    10543420
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.8万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-01-01 至 2023-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT The central focus of the Schumacher laboratory is to deduce molecular principles that govern fundamental biological processes involving protein-nucleic acid interactions. Our recent work has honed in on transcription networks and DNA segregation in microbes. The latter studies have uncovered key insights into the molecular mechanisms utilized by simplified systems employing actin-like and tubulin-like NTPases to segregate bacterial plasmids. However, the molecular mechanism(s) controlling the most common bacterial segregation systems, the Walker-box based systems, remain unclear and represent a major focus of our research. Strikingly, our recent studies characterizing the first archaeal segregation system revealed that it utilizes a bacterial-like Walker-box NTPase to drive DNA segregation, indicating that Walker-box segregation machineries may be the most ubiquitous type of DNA segregation modules in biology. These investigations also revealed that the archaeal segregation ParB protein harbors a fold similar to CenpA, the histone homolog that mediates DNA segregation in eukaryotes. Thus, these studies uncovered possible evolutionary linkages in segregation machineries between the 3 domains of life. Our most recent work has provided the first molecular views of Walker-box NTPases bound to DNA and ParB. These data combined with cellular and biochemical studies have allowed us to propose a general, non-polymer based model for Walker-box segregation that we will test using cellular and molecular approaches. Our work on the nitrogen regulatory circuitry in B. subtilis has revealed new DNA binding modalities and a novel regulatory mechanism involving the direct enzyme of nitrogen homeostasis, glutamine synthetase. A new direction for the lab is to deduce the molecular mechanisms controlling Streptomyces development, which coincides with their production of antibiotics (secondary metabolites). Indeed, Streptomyces generate most of our current antibiotics as well as a plethora of biomedically important compounds. In the next 5 years we will expand on these efforts, but also add cellular, genetic and cryo-EM microscopy approaches to provide a more complete picture of these systems. These investigations notably intersect with the lab's interests in microbial multidrug resistance and multidrug tolerance. Indeed, while the overall goals of these studies are to determine fundamental biological principles these ongoing studies will also provide novel targets for the development of antimicrobial therapeutics, which are urgently needed given the alarming rise of multidrug resistant microbes and the scarcity of new antimicrobials in the pipeline.
摘要 舒马赫实验室的中心焦点是推导出支配基本的分子原理, 涉及蛋白质-核酸相互作用的生物过程。我们最近的工作已经磨练在转录 网络和微生物中的DNA分离。后一项研究揭示了分子生物学的关键见解, 采用肌动蛋白样和微管蛋白样NTPases分离细菌的简化系统所利用的机制 质粒。然而,控制最常见的细菌分离系统的分子机制, 基于Walker-box的系统仍然不清楚,并且代表了我们研究的主要焦点。引人注目的是,我们的 最近的研究表明,第一个古细菌分离系统利用了一种类似细菌的 Walker-box NTT驱动DNA分离,表明Walker-box分离机制可能是DNA分离的主要机制。 生物学中最普遍的DNA分离模块。这些调查还显示, 古细菌分离ParB蛋白具有与CenpA相似的折叠,CenpA是介导DNA的组蛋白同系物 真核生物中的分离因此,这些研究揭示了种族隔离中可能的进化联系 在生命的三个领域之间的机械。我们最近的工作提供了第一个分子观点, 与DNA和ParB结合的Walker-box NTP。这些数据与细胞和生物化学研究相结合 使我们能够提出一个通用的,非聚合物为基础的模型沃克盒隔离,我们将测试 使用细胞和分子方法。我们对B中氮调节回路的研究。枯草杆菌有 揭示了新的DNA结合方式和一种新的调节机制,涉及直接酶, 氮平衡谷氨酰胺合成酶实验室的一个新方向是推导出 控制链霉菌发育的机制,这与它们生产抗生素的过程一致 (次级代谢物)。事实上,链霉菌产生了我们目前的大多数抗生素以及大量的抗生素。 生物医学上重要的化合物。在接下来的5年里,我们将扩大这些努力,但也增加蜂窝, 遗传学和冷冻EM显微镜方法,以提供这些系统的更完整的图片。这些 研究与实验室在微生物多药耐药性和多药耐药方面的兴趣有明显的交叉。 宽容事实上,虽然这些研究的总体目标是确定基本的生物学原理, 这些正在进行的研究还将为抗菌疗法的开发提供新的靶点, 鉴于多药耐药微生物的惊人增长和新药物的缺乏, 抗菌药物在管道中。

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 }}

Maria Schumacher其他文献

Maria Schumacher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('Maria Schumacher', 18)}}的其他基金

Deciphering fundamental biological processes involving protein-nucleic acid interactions at the molecular level
破译涉及分子水平上蛋白质-核酸相互作用的基本生物过程
  • 批准号:
    10622948
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
Deciphering fundamental biological processes involving protein-nucleic acid interactions at the molecular level
破译涉及分子水平上蛋白质-核酸相互作用的基本生物过程
  • 批准号:
    10319963
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
Assembly and partition mechanism of Walker-box based segregation machinery
基于Walker-box的分离机械的组装和分离机构
  • 批准号:
    8941756
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
Complete atomic dissection of the B. subtilis nitrogen regulatory pathway
枯草芽孢杆菌氮调节途径的完整原子解剖
  • 批准号:
    9313913
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
Complete atomic dissection of the B. subtilis nitrogen regulatory pathway
枯草芽孢杆菌氮调节途径的完整原子解剖
  • 批准号:
    9118245
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
Protein Design, Expression and Purification Core
蛋白质设计、表达和纯化核心
  • 批准号:
    8931201
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
Assembly and partition mechanism of Walker-box based segregation machinery
基于Walker-box的分离机械的组装和分离机构
  • 批准号:
    9118256
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
Structural mechanism of DNA segregation by the pSK41 par system
pSK41 par系统DNA分离的结构机制
  • 批准号:
    8236042
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
SAXS STUDIES ON P1 PARTITION COMPLEXES
P1 划分复合体的 SAXS 研究
  • 批准号:
    7954359
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
Structural mechanism of DNA segregation by the pSK41 par system
pSK41 par系统DNA分离的结构机制
  • 批准号:
    7728001
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:

相似海外基金

Can antibiotics disrupt biogeochemical nitrogen cycling in the coastal ocean?
抗生素会破坏沿海海洋的生物地球化学氮循环吗?
  • 批准号:
    2902098
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Studentship
The role of RNA repair in bacterial responses to translation-inhibiting antibiotics
RNA修复在细菌对翻译抑制抗生素的反应中的作用
  • 批准号:
    BB/Y004035/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Research Grant
Metallo-Peptides: Arming Cyclic Peptide Antibiotics with New Weapons to Combat Antimicrobial Resistance
金属肽:用新武器武装环肽抗生素以对抗抗菌素耐药性
  • 批准号:
    EP/Z533026/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Research Grant
Towards the sustainable discovery and development of new antibiotics
迈向新抗生素的可持续发现和开发
  • 批准号:
    FT230100468
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    ARC Future Fellowships
DYNBIOTICS - Understanding the dynamics of antibiotics transport in individual bacteria
DYNBIOTICS - 了解抗生素在单个细菌中转运的动态
  • 批准号:
    EP/Y023528/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Research Grant
Engineering Streptomyces bacteria for the sustainable manufacture of antibiotics
工程化链霉菌用于抗生素的可持续生产
  • 批准号:
    BB/Y007611/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Research Grant
The disulfide bond as a chemical tool in cyclic peptide antibiotics: engineering disulfide polymyxins and murepavadin
二硫键作为环肽抗生素的化学工具:工程化二硫多粘菌素和 murepavadin
  • 批准号:
    MR/Y033809/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Research Grant
Role of phenotypic heterogeneity in mycobacterial persistence to antibiotics: Prospects for more effective treatment regimens
表型异质性在分枝杆菌对抗生素持久性中的作用:更有效治疗方案的前景
  • 批准号:
    494853
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Operating Grants
Imbalance between cell biomass production and envelope biosynthesis underpins the bactericidal activity of cell wall -targeting antibiotics
细胞生物量产生和包膜生物合成之间的不平衡是细胞壁靶向抗生素杀菌活性的基础
  • 批准号:
    2884862
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Studentship
Narrow spectrum antibiotics for the prevention and treatment of soft-rot plant disease
防治植物软腐病的窄谱抗生素
  • 批准号:
    2904356
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Studentship
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了