MicroRNA control of local synaptic protein synthesis in neuronal dendrites

MicroRNA控制神经元树突局部突触蛋白合成

基本信息

  • 批准号:
    2429514
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2020 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Neurons are a unique cell type because they are extremely polarised, with long processes extending millimetres from the nucleus in the cell body. This poses a cell biological challenge: how is protein expression at distal synapses regulated? One solution is that regulation of protein synthesis is decentralised, with local control of translation in dendrites to supply proteins according to the requirements of specific synapses.MicroRNAs (miRNAs) are small, endogenous RNA molecules that repress the translation of target mRNAs by associating with Argonaute (Ago) proteins in the RNA-induced silencing complex (RISC) and are fundamentally important for fine-tuning protein synthesis in numerous cellular processes. Long-term synaptic plasticity underlies learning and memory by modifying neural circuitry, a major component of which is morphological changes of dendritic spines, which contain the postsynaptic machinery. Regulated miRNA activity plays a key role in this process by modulating the translation of cytoskeletal proteins that determine spine morphology. miRNA dysregulation is implicated in several neurological disorders that involve synaptic dysfunction, including Alzheimer's disease.A key question is how "local" is this control of translation, i.e., does gene silencing spread along the dendrite to neighbouring unstimulated synapses, and if so, how is this regulated? This is important because dominant theories of Hebbian learning assume that plasticity is synapse-specific, while emerging evidence suggests otherwise. We have recently defined mechanisms for rapidly increasing miRNA-mediated gene silencing in response to NMDA receptor stimulation to cause dendritic spine shrinkage. Our hypothesis is that miRNA activity is modulated close to the stimulated spine to locally regulate translation and hence influence the morphology of only a small number of neighbouring spines.The main experimental approach will be single-synapse stimulation by glutamate uncaging, followed by live (e.g. single-molecule imaging of nascent peptides using multimerized Sun-Tags) and fixed-cell (e.g. puromycin-proximity ligation assays) imaging techniques to analyse the translation of specific proteins and dynamic imaging of spine morphology in that region of dendrite. The project will investigate the mechanisms involved via mutagenesis of essential RISC proteins.In addition, molecular-level computer simulation models will be developed to test our hypotheses and dissect parts of the system that are not experimentally dissociable. For example, separately comparing the roles of 1) diffusion of miRNA and signalling factors, 2) relative numbers of mRNAs, miRNAs and signalling factors, 3) dendrite and spine geometry for restricting protein translation to localised spatial compartments.This joint experimental-computational project will define key mechanisms of local translation at synapses.
神经元是一种独特的细胞类型,因为它们是极端极化的,具有从细胞体中的细胞核延伸几毫米的长突起。这提出了一个细胞生物学挑战:远端突触的蛋白质表达是如何调节的?一种解决方案是蛋白质合成的调节是分散的,在树突中局部控制翻译以根据特定突触的需要提供蛋白质。内源性RNA分子,通过与RNA诱导沉默复合物(RISC)中的Argonaute(Ago)蛋白结合来抑制靶mRNA的翻译,并且对精细生物学至关重要。在许多细胞过程中调节蛋白质合成。长期突触可塑性是学习和记忆的基础,通过修改神经回路,其中一个主要组成部分是树突棘的形态变化,其中包含突触后机制。调节的miRNA活性通过调节决定棘形态的细胞骨架蛋白的翻译在该过程中起关键作用。miRNA失调与包括阿尔茨海默病在内的几种涉及突触功能障碍的神经系统疾病有关。一个关键问题是这种翻译控制是如何“局部”的,即,基因沉默是否会沿着树突扩散到邻近未受刺激的突触,如果是的话,这是如何调节的?这一点很重要,因为赫布学习的主流理论假设可塑性是突触特异性的,而新出现的证据表明并非如此。我们最近定义了响应于NMDA受体刺激导致树突棘收缩而快速增加miRNA介导的基因沉默的机制。我们的假设是,miRNA的活性在靠近刺激的棘突处被调制,以局部调节翻译,从而仅影响少数相邻棘突的形态。主要的实验方法将是通过谷氨酸释放的单突触刺激,其次是Live(例如,使用多聚化Sun-Tags的新生肽的单分子成像)和固定细胞成像(例如,使用多聚化Sun-Tags的新生肽的单分子成像)。(例如嘌呤霉素邻近连接测定)成像技术来分析特定蛋白质的翻译和树突区域中棘形态的动态成像。该项目将研究通过诱变基本RISC蛋白质所涉及的机制。此外,分子水平的计算机模拟模型将被开发来测试我们的假设和解剖系统中实验上不可分离的部分。例如,分别比较1)miRNA和信号因子的扩散,2)mRNA、miRNA和信号因子的相对数量,3)树突和棘的几何形状对限制蛋白质翻译到局部空间区室的作用。这个联合实验-计算项目将定义突触局部翻译的关键机制。

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 }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

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('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

Pt/碲化物亲氧性调控助力醇类燃料电氧化的研究
  • 批准号:
    22302168
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
钱江潮汐影响下越江盾构开挖面动态泥膜形成机理及压力控制技术研究
  • 批准号:
    LY21E080004
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Cortical control of internal state in the insular cortex-claustrum region
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    25 万元
  • 项目类别:
Lagrange网络实用同步的不连续控制研究
  • 批准号:
    61603174
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
职业因素致慢性肌肉骨骼损伤模型及防控研究
  • 批准号:
    81172643
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
呼吸中枢低氧通气反应的遗传机制及其对睡眠呼吸障碍的影响
  • 批准号:
    81070069
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
动态无线传感器网络弹性化容错组网技术与传输机制研究
  • 批准号:
    61001096
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超临界机翼激波三维鼓包控制机理及参数优化研究
  • 批准号:
    10972233
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
中枢钠氢交换蛋白3在睡眠呼吸暂停呼吸控制稳定性中的作用和调控机制
  • 批准号:
    30900646
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
低辐射空间环境下商用多核处理器层次化软件容错技术研究
  • 批准号:
    90818016
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

Research for local control and high accuracy of cancer senolytic therapy by non-invasive imaging
非侵入性成像局部控制和高精度癌症抗衰老治疗研究
  • 批准号:
    23K18259
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Effects of State Preemption of Local Tobacco Control Legislation on Disparities in Tobacco Use, Exposure and Retail
国家抢先实施地方烟草控制立法对烟草使用、接触和零售差异的影响
  • 批准号:
    10681733
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Bottom-Up, Top-Down, and Local Interactions in the Generation and Consolidation of Cortical Representations of Sequential Experience
顺序经验的皮层表征的生成和巩固中的自下而上、自上而下和局部交互
  • 批准号:
    10658227
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Post-translational modifications control JARID enzyme activity during DNA damage
翻译后修饰控制 DNA 损伤期间 JARID 酶的活性
  • 批准号:
    10817495
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
27th Annual United States Conference on HIV/AIDS (USCHA)
第 27 届美国艾滋病毒/艾滋病年会 (USSHA)
  • 批准号:
    10760611
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mucoadhesive film for the treatment of vestibulodynia
治疗前庭痛的粘膜粘附膜
  • 批准号:
    10699463
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of A Focused Ultrasound Device for Noninvasive, Peripheral Nerve Blockade to Manage Acute Pain
开发用于非侵入性周围神经阻断来治疗急性疼痛的聚焦超声装置
  • 批准号:
    10740796
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Research Project 1
研究项目1
  • 批准号:
    10738712
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Diversity Supplement: Dose-response of aerobic training during total neoadjuvant therapy for locally advanced rectal cancer
多样性补充:局部晚期直肠癌全新辅助治疗期间有氧训练的剂量反应
  • 批准号:
    10817969
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Administrative Core
行政核心
  • 批准号:
    10661408
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了