Endosome regulated photoreceptor protein trafficking

项目总结： -- 视网膜色素变性(RP)会导致所有年龄段的人发生不可逆转的失明。在3500人中，它可能会影响大约1%的人。 世界范围内。虽然RRP最初的特点是夜间失明和周围视力丧失，但大多数RRP患者。 到40岁时，他们会失去中心视力，并在法律上成为盲人。没有任何有效的治疗方法来减缓或停止这种疾病。 视力就是丧失。视杆中最常见的吸收光的蛋白质和视紫红质的错误定位问题仍然是一个共同的特征。 被许多动物实验模型所取代。这一实验应用的长期和客观目标是为了更好地解剖分子生物学的途径。 这是视紫红质药物的分类和递送过程的基础，并决定了其与疾病的相关性。以下是信息。 还将加快发现用于治疗视网膜色素变性疾病和其他非视网膜退行性疾病的新的治疗方法。 哺乳动物的视紫红质是在生物合成过程中合成的，这些视紫红质的视紫红质是高度分割的。 细胞器被限制在内部细胞部分。然后视紫红质被垂直输送到细胞，并在细胞内浓缩。 视紫红质的转运是通过内质网-高尔基体转运途径进行的。 经过调查，目前尚不清楚在视紫红质的主要OS靶向细胞中抑制内体基因的重要性，以及在许多其他细胞中的重要性。 类型，如内体，S认为它是一个关键的蛋白质分选站，位于多个细胞内蛋白质的十字路口。 贩卖是一种途径。苍蝇视紫红质的长时间内体积聚已被证明可能导致癌症的发生。 依赖于视网膜色素变性。我们的初步研究结果显示，这是一种新合成的视紫红质。 在体内通过小鼠核棒中的胞内小体和隔室进行转运。通过靶向细胞信号通路的操作系统。 视紫红质可以与一种早期的内体特异的蛋白质结合，如SARA。SARA在小鼠视杆中的缺乏症不仅限于此。 导致视紫红质定位错误，但也导致内溶酶体分泌系统中的其他几种常见的细胞因子缺陷。 在应用中，我们将进一步检验这一中心假说，即在哺乳动物的胞浆中，跨内小体信号通路是至关重要的。 以视紫红质为靶点，规范操作系统的保真度，提高操作系统的效率。首先，我们将不会解决是否会增加视紫红质的问题。 视紫红质突变体在其转运过程中不会被保留在内切体中，从而影响其是否存在。 这一缺陷扰乱了其他血管内膜的平衡动态平衡(Aim1)。我们将不会产生多个。 互补的小鼠骨骼肌模型需要进一步研究跨内小体骨骼肌动蛋白通路在血管形态发生中的重要作用。 我们的操作系统还将分析其视紫红质基因表达谱(AIM2)。我们还将分析在细胞中转运的视紫红质相关蛋白的特征。 内涵体信息系统的特点是他们与关键的内体信息贩运监管机构(Aim3)之间的互动。 我们将通过应用最先进的技术来实现这些目标，例如棒子特异的和可诱导的基因。 表达和基因缺失，超分辨共聚焦显微镜，以及相关的光电子显微镜，。 以及3D扫描和电子显微镜。通过提供关于光感受器和蛋白质贩运的机械性见解。 而在生物发生学方面，这项新的研究项目也将为推动新的生物疗法的开发做出贡献，这些新疗法适用于癌症及相关疾病。 疾病。

PROJECT SUMMARY     Retinitis pigmentosa (RP) causes irreversible blindness in individuals of all ages. It affects ~1 in 3,500 people  worldwide. While RP is initially characterized by night blindness and peripheral vision loss, most RP patients  lose their central vision and become legally blind by the age of 40. There is no treatment to slow or stop  vision loss. Mislocalization of the light-­absorbing protein rhodopsin in the rods is a common hallmark shared  by many animal models of RP. The long-­term objective of this application is to dissect the molecular pathway  that underlies the sorting and delivery of the rhodopsin and determine its disease relevance. This information  will accelerate the discovery of new treatments for RP and other retinal degenerative diseases. In the  mammalian rods, which are highly compartmentalized, rhodopsin is synthesized in the biosynthetic  organelles confined to the inner segment. Rhodopsin is then vectorially delivered to and concentrated in the  outer segment (OS). While rhodopsin’s trafficking through the endoplasmic reticulum-­Golgi pathway has  been investigated, the importance of the endosome in rhodopsin’s OS targeting is unclear. In many other cell  types, the endosome s erves as a key sorting station for proteins at the crossroads of multiple intracellular  trafficking pathways. Prolonged endosomal accumulation of fly rhodopsin has been shown to lead to light-­ dependent retinal degeneration. Our preliminary results showed that the newly-­synthesized rhodopsin  transits through the endosomal compartments in mouse rods in vivo. The OS targeting signal of the  rhodopsin binds to an early endosome-­specific protein, SARA. SARA deficiency in mouse rods not only  causes rhodopsin mislocalization but also several other cellular defects in the endolysosomal system. In this  application, we will test the central hypothesis that in mammalian rods the trans-­endosomal pathway critically  regulates the fidelity and the efficiency of the OS targeting of rhodopsin. First, we will address whether the  RP mutant rhodopsins are retained in the endosomes abnormally during their transit to the OS, and whether  this defect perturbs the homeostasis of other endomembranes (Aim1). We will generate multiple,  complementary mouse models to examine the role of the trans-­endosomal pathway in the morphogenesis of  the OS and its rhodopsin expression (Aim2). We will also profile the rod proteins that transit through the  endosomal system and characterize their interaction with key endosomal trafficking regulators (Aim3). We  will achieve these aims by applying state-­of-­the-­art techniques such as rod-­specific inducible gene  expression and gene deletion, super-­resolution confocal microscopy, correlative light-­electron microscopy,  and 3D scanning electron microscopy. By providing mechanistic insights on photoreceptor protein trafficking  and OS biogenesis, this research will contribute to the development of new therapies for RP and related  diseases.