A receptor-ligand module that triggers cell death in plants: a killer in disguise
引发植物细胞死亡的受体-配体模块:伪装的杀手
基本信息
- 批准号:2473709
- 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
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Most of our food is a product of plant reproduction with fertility and seed set critical for crop yield and thus food security. The genetically controlled process of self-incompatibility (SI) is the predominant mechanism used by flowering plants to prevent self-fertilization and thus promote outbreeding and fitness of plant species. Mechanistic understanding of SI can lead to improvements of plant breeding practises to produce better crops. Background & Justification Mechanistically, one of the best-understood SI systems is that of Papaver rhoeas (poppy). In Papaver, the pistil secretes a protein (PrsS) which acts as a signalling 'ligand'. This interacts specifically with a 'self' pollen receptor (PrpS), allowing pollen to distinguish between 'self' and 'non-self' partners. This interaction is the critical step in determining cell-cell recognition and rejection. The interaction triggers a Ca2+ -dependent signalling network resulting in inhibition of incompatible pollen tube growth and programmed cell death (PCD)1,2. Remarkably, the expression of PrpS and PrsS in Arabidopsis pollen and pistil,respectively, prevents self-seed set, effectively rendering Arabidopsis self-incompatible3,4. This demonstrates that the Papaver SI determinants can be functionally transferred between highly diverged plant species. Strikingly, recent results (under review in Nature Plants) show that ectopic expression of PrpS and PrsS triggers PCD in Arabidopsis somatic cells, demonstrating that this bipartite module can function outside the reproductive context, in vegetative tissues where it triggers an SI-like response leading to ectopic PCD. Therefore, the nature of pollen PrpS and its interaction with PrsS is of considerable interest. Aim and Objectives PrpS is a plasma-membrane protein with no homologues in databases. Interestingly, structural predictions, including using the IntFOLD server developed by Dr Liam McGuffin (Reading), predict a transmembrane protein involved in ion transport. Based on these predictions and the SI-induced influx of ions (Ca2+, K+ and potentially H+ ) we hypothesise that PrpS functions as a ligand-gated ion channel. Benefitting from assays that induce a specific response in PrpS expressing Arabidopsis by treatment with recombinant cognate PrsS proteins, the project aims to identify the functional nature of PrpS and establish the dynamics of PrpS-PrsS receptor-ligand interactions. 1. We will establish the basis for the specificity of the PrpS-PrsS interaction using targeted site-directed mutagenesis. Predicted ligand binding residues and 3D models present a good starting point for this aim. Supervised by Dr Liam McGuffin, the student will perform more detailed structural modelling of PrpS proteins as well as predicting the likely interactions between cognate PrpS and PrsS proteins. These in silico studies will allow us to identify specific targets for modification. 2. We will determine if PrpS is indeed an ion channel. In collaboration with Prof Gary Stephens (Reading), we will use electrophysiological studies of PrpS expressed in a heterologous cell system such as HEK cells to establish if PrpS acts as a channel. Patch-clamp electrophysiology will also allow us to identify PrsS-induced channel activation and kinetics, channel conductance and ion selectivity and pharmacological properties. 3. We will establish if PrpS forms a multimeric complex. PrpS is small (~20kDa), whereas ion channel receptors are usually multimeric plasma membrane proteins, this suggests that PrpS may be a subunit that multimerizes. We will use blue native PAGE to determine if PrpS forms oligomers, the level of oligomerization, and if its oligomeric state is dependent on interaction with its cognate ligand. We will use Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) to visualize PrpS interacting with PrsS in live cells.
我们的大部分食物是植物繁殖的产物,其繁殖力和结实率对作物产量和粮食安全至关重要。遗传控制的自交不亲和过程是开花植物防止自花受精从而促进远缘繁殖和适应的主要机制。对SI机理的理解可以导致植物育种过程的改进,从而生产出更好的作物。背景和理由从机制上讲,最好理解的SI系统之一是Papaver rhoeas(罂粟)。在罂粟中,雌蕊分泌一种蛋白质(PrsS),作为信号“配体”。这与“自我”花粉受体(PrpS)特异性相互作用,使花粉能够区分“自我”和“非自我”的伴侣。这种相互作用是决定细胞-细胞识别和排斥的关键步骤。这种相互作用触发了Ca 2+依赖的信号网络,导致抑制不相容的花粉管生长和程序性细胞死亡(PCD)1,2。值得注意的是,PrpS和PrsS在拟南芥花粉和雌蕊中的表达,分别防止自交结实,有效地使拟南芥自交不亲和3,4。这表明罂粟SI决定簇可以在高度分化的植物物种之间功能性转移。引人注目的是,最近的结果(在自然植物审查)表明,异位表达的PrpS和PrsS触发PCD在拟南芥体细胞,表明这种二分模块可以在生殖环境之外的功能,在营养组织中,它触发SI样反应,导致异位PCD。因此,花粉PrpS的性质及其与PrsS的相互作用是相当感兴趣的。目的PrpS是一种质膜蛋白,在数据库中没有同源物。有趣的是,结构预测,包括使用由Liam McGuffin博士(阅读)开发的IntFOLD服务器,预测了一种参与离子转运的跨膜蛋白。基于这些预测和SI诱导的离子(Ca 2+,K+和潜在的H+)的流入,我们假设PrpS作为配体门控离子通道的功能。受益于通过用重组同源PrsS蛋白处理在表达PrpS的拟南芥中诱导特异性反应的测定,该项目旨在鉴定PrpS的功能性质并建立PrpS-PrsS受体-配体相互作用的动力学。1.我们将使用靶向定点突变建立PrpS-PrsS相互作用特异性的基础。预测的配体结合残基和3D模型为这一目标提供了一个很好的起点。在Liam McGuffin博士的监督下,学生将对PrpS蛋白进行更详细的结构建模,并预测同源PrpS和PrsS蛋白之间可能的相互作用。这些计算机模拟研究将使我们能够确定特定的修饰目标。2.我们将确定PrpS是否确实是一种离子通道。在与教授加里斯蒂芬斯(阅读)合作,我们将使用在异源细胞系统,如HEK细胞表达的PrpS的电生理学研究,以建立如果PrpS作为一个通道。膜片钳电生理学还将使我们能够识别PrsS诱导的通道激活和动力学、通道电导和离子选择性以及药理学特性。3.我们将确定PrpS是否形成多聚体复合物。PrpS很小(~ 20 kDa),而离子通道受体通常是多聚体质膜蛋白,这表明PrpS可能是多聚体化的亚基。我们将使用蓝色非变性PAGE来确定PrpS是否形成寡聚体、寡聚化水平以及其寡聚状态是否依赖于与其同源配体的相互作用。我们将使用双分子荧光互补(BiFC)来可视化活细胞中PrpS与PrsS的相互作用。
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:
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
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
人羊膜上皮细胞外泌体miR-2861对化疗诱导原始卵泡激活 Kit/Kit Ligand 通路的分子调控机制
- 批准号:81701397
- 批准年份:2017
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
介孔复合金属氧化物NiO/CeO2@ligand-SiO2催化剂的限域调控制备及甲烷催化氧化性能研究
- 批准号:51602253
- 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
CCL8介导ALA光动力治疗皮肤鳞状细胞癌的效应与机制研究
- 批准号:81602396
- 批准年份:2016
- 资助金额:18.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
阻断NKG2D/Ligand减轻心脏移植物血管病变的作用及机制
- 批准号:81202335
- 批准年份:2012
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
CD40 ligand 转基因B淋巴瘤细胞来源exosome的抗肿瘤作用
- 批准号:81071948
- 批准年份:2010
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:面上项目
RANKL单克隆抗体Denosumab抑制人工关节假体周围骨溶解的研究
- 批准号:81000814
- 批准年份:2010
- 资助金额:18.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
肝癌细胞乏氧微环境下kit配基的表达调控机制及其功能研究
- 批准号:30901448
- 批准年份:2009
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
超声微泡介导CD40ligand基因转染树突细胞疫苗诱导的抗胰腺癌免疫治疗
- 批准号:30870719
- 批准年份:2008
- 资助金额:33.0 万元
- 项目类别:面上项目
Dll4/Notch信号途径在肿瘤新生血管生成中的作用及其机制
- 批准号:30872468
- 批准年份:2008
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
骨保素/骨保素配体系统在聚乙烯颗粒诱导假体周围骨溶解中作用的研究
- 批准号:30371437
- 批准年份:2003
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Phase Ib/II study of safety and efficacy of EZH2 inhibitor, tazemetostat, and PD-1 blockade for treatment of advanced non-small cell lung cancer
EZH2 抑制剂、他泽美司他和 PD-1 阻断治疗晚期非小细胞肺癌的安全性和有效性的 Ib/II 期研究
- 批准号:
10481965 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
CAS: Proton-Coupled Electron Transfer Reactions from Ligand-to-Metal Charge Transfer Excited States.
CAS:配体到金属电荷转移激发态的质子耦合电子转移反应。
- 批准号:
2400727 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Designing Rational Combinations to Improve CAR T Cell Therapy for Prostate Cancer
设计合理的组合以改善前列腺癌的 CAR T 细胞疗法
- 批准号:
10752046 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Role of Frizzled 5 in NK cell development and antiviral host immunity
Frizzled 5 在 NK 细胞发育和抗病毒宿主免疫中的作用
- 批准号:
10748776 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Fluxionality-Induced Enantiomerisation in Ligand Design
配体设计中的流动性诱导的对映异构化
- 批准号:
EP/Z00036X/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grant
Thermochemistry of Metal-Ligand Bonds and Protonated Peptides
金属-配体键和质子化肽的热化学
- 批准号:
2313553 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Cooperative Processes at Surfaces: Ligand Binding at the Single Molecule Level
合作研究:表面合作过程:单分子水平的配体结合
- 批准号:
2306317 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
小細胞肺癌に対する二重特異性Ligand型CAR-T細胞を用いた新規治療法の開発
使用双特异性配体型 CAR-T 细胞开发治疗小细胞肺癌的新方法
- 批准号:
23K08310 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Surface Segregation of Ligand Compound with Metal Adhesion Property
具有金属粘附性能的配体化合物的表面偏析
- 批准号:
23K04866 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Butyrophilin ligand sensing by the immune system
免疫系统检测嗜乳酪蛋白配体
- 批准号:
DP230102753 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Projects