Genetic Analysis of Neuronal Hypoxic Stress Resistance

神经元耐缺氧应激的遗传分析

基本信息

  • 批准号:
    9753252
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 32.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-04-15 至 2021-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Hypoxia (low O2) plays a central role in a diverse array of human diseases. O2 is sensed by the hypoxia response pathway comprising a prolyl hydroxylase (PHD) enzyme, which uses O2 to hydroxylate specific prolines on the Hypoxia Inducible Factor α (HIFα). Once hydroxylated, HIFα is ubiquitinated by the Von Hippel-Lindau (VHL) ubiquitin ligase, resulting in its proteolysis. When hypoxia ensues, PHD enzymes lack the O2 to hydroxylate HIFα, resulting in HIFα stabilization, entry into the nucleus, and the transcriptional regulation of multiple target genes. We currently do not know all of the proteins that regulate this pathway, how this pathway is modulated in different tissue types, or how it uses a single O2 sensor with a low affinity for O2 to respond to a broad dynamic range of O2 concentration. Because of the essential requirement of pathway components in early development and viability in mammals, we also know little about how the pathway actually works in vivo in an intact animal. To address these questions, this proposal takes advantage of genetics and an intact, isogenic model organism (C. elegans) that can thrive under hypoxia and whose environment and genetics can be controlled with fidelity and reproducibility. C. elegans possess single genes for the PHD (EGL-9), the VHL (VHL-1), and the HIFα (HIF-1). We recently identified four new regulators/mediators of this pathway. First, the PMK-1 ortholog of p38 MAPK promotes EGL-9 function under normoxia. Second, the EGL-4 ortholog of Protein Kinase G (PKG) is a substrate of PMK-1 that is required for PMK-1 to regulate EGL-9 activity. Third, the PDR- 1 ortholog of the ubiquitin ligase Parkin inhibits HIF-1 in neurons. Fourth, the CHN-1 ortholog of the ubiquitin ligase and chaperone CHIP, a factor known to work with Parkin, inhibits HIF-1 in neurons. We hypothesize that PMK-1 regulates the pathway by activating EGL-4 via phosphorylation. We believe that they allow for an additional layer of regulation, expanding the dynamic range of O2 sensation and modulating the timing of the response. We also hypothesize that PDR-1 and CHN-1 form an ubiquitin ligase pair that regulates HIF-1 independently of (and in different tissues from) regulation by VHL-1, thereby allowing context-specific and tissue-specific patterns of hypoxia response. Here we will characterize the mechanism by which CHN-1, PDR-1, EGL-4, and PMK-1 regulate the pathway in vivo. We will measure HIF-1 ubiquitination and turnover, target gene expression, EGL-9 activity and subcellular localization, hypoxia survival, O2 consumption and ATP generation, oxidative stress, and mitochondrial dynamics in mutants for these factors. We will directly test whether PDR-1 and CHN-1 regulate the pathway through HIF-1. We will test whether PMK-1 regulates the pathway by phosphorylating EGL-4. We will use a proteomics approach to identify downstream substrates of EGL-4 that operate as part of the pathway. At its conclusion, these studies will have provided the foundation for examining whether the orthologs of these factors conduct similar roles in mammals.
项目概要 缺氧(低氧气)在多种人类疾病中起着核心作用。 O2 因缺氧而被感知 响应途径包含脯氨酰羟化酶 (PHD),该酶使用 O2 羟化特定的 缺氧诱导因子 α (HIFα) 上的脯氨酸。一旦羟基化,HIFα 就会被 Von 泛素化 Hippel-Lindau (VHL) 泛素连接酶,导致其蛋白水解。当缺氧发生时,PHD 酶缺乏 O2 羟基化 HIFα,导致 HIFα 稳定、进入细胞核和转录调控 多个靶基因。我们目前还不知道调节该途径的所有蛋白质,这如何 途径在不同的组织类型中受到调节,或者如何使用对 O2 亲和力较低的单个 O2 传感器来调节 响应宽动态范围的 O2 浓度。由于途径的基本要求 尽管该通路是哺乳动物早期发育和生存能力的组成部分,但我们对这条通路实际上是如何运作的也知之甚少。 在完整动物体内发挥作用。 为了解决这些问题,该提案利用了遗传学和完整的等基因模型 可以在缺氧下茁壮成长并且其环境和遗传可以控制的生物体(秀丽隐杆线虫) 具有保真度和再现性。线虫拥有 PHD (EGL-9)、VHL (VHL-1) 和 HIFα (HIF-1)。我们最近确定了该途径的四个新调节器/调节器。首先,PMK-1 p38 MAPK 的直系同源物在常氧条件下促进 EGL-9 功能。二、蛋白质的EGL-4直系同源物 激酶 G (PKG) 是 PMK-1 的底物,是 PMK-1 调节 EGL-9 活性所必需的。第三,PDR- 泛素连接酶 Parkin 的 1 种直系同源物可抑制神经元中的 HIF-1。四、泛素的CHN-1直系同源物 连接酶和伴侣 CHIP 是已知与 Parkin 一起作用的因子,可抑制神经元中的 HIF-1。 我们假设 PMK-1 通过磷酸化激活 EGL-4 来调节该通路。我们相信 它们允许额外的调节层,扩大 O2 感觉的动态范围, 调整响应的时间。我们还假设 PDR-1 和 CHN-1 形成泛素连接酶 对 HIF-1 的调节独立于 VHL-1 的调节(并且在不同的组织中),从而允许 缺氧反应的环境特异性和组织特异性模式。在这里,我们将通过以下方式来描述该机制: 其中 CHN-1、PDR-1、EGL-4 和 PMK-1 在体内调节该途径。我们将测量 HIF-1 泛素化 和周转、靶基因表达、EGL-9 活性和亚细胞定位、缺氧存活、O2 这些因素的突变体中的消耗和 ATP 生成、氧化应激和线粒体动力学。 我们将直接测试PDR-1和CHN-1是否通过HIF-1调节该通路。我们将测试是否 PMK-1 通过磷酸化 EGL-4 来调节该途径。我们将使用蛋白质组学方法来识别 作为该途径一部分起作用的 EGL-4 下游底物。得出结论时,这些研究将 为检查这些因子的直系同源物是否在哺乳动物中发挥相似的作用提供了基础。

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 }}

Christopher G Rongo其他文献

Christopher G Rongo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('Christopher G Rongo', 18)}}的其他基金

Multi-Omic Analysis of BMP-Insulin Signaling Crosstalk in Lipid Metabolism during Aging
衰老过程中脂质代谢中 BMP-胰岛素信号串扰的多组学分析
  • 批准号:
    10351581
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Multi-Omic Analysis of BMP-Insulin Signaling Crosstalk in Lipid Metabolism during Aging
衰老过程中脂质代谢中 BMP-胰岛素信号串扰的多组学分析
  • 批准号:
    10553134
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Genetic Analysis of Neuronal Hypoxia Resistance
神经元耐缺氧的遗传分析
  • 批准号:
    10461150
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Genetic Analysis of Neuronal Hypoxia Resistance
神经元耐缺氧的遗传分析
  • 批准号:
    10835277
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Genetics Analysis of Neuronal Hypoxic Stress Resistance
神经元耐缺氧应激的遗传学分析
  • 批准号:
    8650508
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Genetic Analysis of Neuronal Hypoxic Stress Resistance
神经元耐缺氧应激的遗传分析
  • 批准号:
    9979647
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Genetic Analysis of Neuronal Hypoxia Resistance
神经元耐缺氧的遗传分析
  • 批准号:
    10297456
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Genetic Analysis of Neuronal Hypoxia Resistance
神经元耐缺氧的遗传分析
  • 批准号:
    10683094
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Genetics Analysis of Neuronal Hypoxic Stress Resistance
神经元耐缺氧应激的遗传学分析
  • 批准号:
    8629773
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Genetics Analysis of Neuronal Hypoxic Stress Resistance
神经元耐缺氧应激的遗传学分析
  • 批准号:
    8457043
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:

相似海外基金

Construction of affinity sensors using high-speed oscillation of nanomaterials
利用纳米材料高速振荡构建亲和传感器
  • 批准号:
    23H01982
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Affinity evaluation for development of polymer nanocomposites with high thermal conductivity and interfacial molecular design
高导热率聚合物纳米复合材料开发和界面分子设计的亲和力评估
  • 批准号:
    23KJ0116
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Platform for the High Throughput Generation and Validation of Affinity Reagents
用于高通量生成和亲和试剂验证的平台
  • 批准号:
    10598276
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Development of High-Affinity and Selective Ligands as a Pharmacological Tool for the Dopamine D4 Receptor (D4R) Subtype Variants
开发高亲和力和选择性配体作为多巴胺 D4 受体 (D4R) 亚型变体的药理学工具
  • 批准号:
    10682794
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
Collaborative Research: DESIGN: Co-creation of affinity groups to facilitate diverse & inclusive ornithological societies
合作研究:设计:共同创建亲和团体以促进多元化
  • 批准号:
    2233343
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: DESIGN: Co-creation of affinity groups to facilitate diverse & inclusive ornithological societies
合作研究:设计:共同创建亲和团体以促进多元化
  • 批准号:
    2233342
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Molecular mechanisms underlying high-affinity and isotype switched antibody responses
高亲和力和同种型转换抗体反应的分子机制
  • 批准号:
    479363
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
    Operating Grants
Deconstructed T cell antigen recognition: Separation of affinity from bond lifetime
解构 T 细胞抗原识别:亲和力与键寿命的分离
  • 批准号:
    10681989
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
CAREER: Engineered Affinity-Based Biomaterials for Harnessing the Stem Cell Secretome
职业:基于亲和力的工程生物材料用于利用干细胞分泌组
  • 批准号:
    2237240
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
ADVANCE Partnership: Leveraging Intersectionality and Engineering Affinity groups in Industrial Engineering and Operations Research (LINEAGE)
ADVANCE 合作伙伴关系:利用工业工程和运筹学 (LINEAGE) 领域的交叉性和工程亲和力团体
  • 批准号:
    2305592
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.24万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了