Roles of Nebulin in Structure and Function of Striated Muscle

星云蛋白在横纹肌结构和功能中的作用

基本信息

  • 批准号:
    10362940
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.97万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-08-01 至 2027-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Summary This proposal focuses on the structure and function of nebulin, an unusually large sarcomeric protein that is expressed in skeletal muscle. The giant size of nebulin has made it challenging to elucidate its functions but its importance is supported by the many nebulin mutations that cause nemaline myopathy (NEM2), the most common non-dystrophic congenital myopathy. The protein structure of nebulin consists of a large number of simple repeats that are actin-binding, most of which are organized into super-repeats (SRs). Approaches to treat NEM2 are sorely lacking and gaining an in-depth understanding of the many roles of nebulin in muscle structure and function is essential. We will comprehensively study nebulin, building on major advances that we and others have made in recent years. To help achieve our goals we utilize mouse models, some of which mimic severe and others milder NEM2, as powerful tools for our basic science and translational studies. We will investigate nebulin's functions from the single-molecule to the intact muscle levels, using multidisciplinary approaches that involve transcriptomics, proteomics, super-resolution imaging, low-angle X-ray diffraction, and biomechanics. Aim 1 focuses on thin filament length regulation. Our recent work supports that in slow muscle, nebulin collaborates with leiomodin-2 (Lmod2), with nebulin regulating the length of a proximal thin filament segment and Lmod2 regulating the length of a distal segment that is nebulin-free. Here we will critically test this dual length regulation model and study whether it has translational potential, by determining whether upregulating Lmod2 is an effective treatment for severe nebulin-based nemaline myopathy. Aim 2 studies the functional significance of weak actin-binding of centrally-located nebulin SRs that bind actin more weakly than those near the ends of the molecule. This is likely functionally important, considering that a mutation that increases the binding affinity of a central SR causes a skeletal muscle myopathy in patients world-wide. We will study mouse models in which centrally located weak-binding SRs have been converted into strong-binding SRs using mechanical assays and X-ray diffraction on intact muscle. Aim 3 studies the C-terminus of nebulin, its layout in the Z-disk, and the functions of nebulin's differentially expressed Z-repeats. Many NEM2 patients have truncating mutations that result in the loss of most of the C-terminus (located within the Z disk), yet few studies have investigated this region of the molecule. Nebulin's C-terminus contains Z-disk repeats that are alternatively spliced (expressed at high levels in muscles with wide Z-disks). We will establish the layout of nebulin in the Z-disk, the location of the Z-repeats, identify protein binding partners, and study the effects of deleting differentially expressed nebulin Z-repeats on the Z-disk structure and function. Capitalizing on our >15-year track record of innovative nebulin research, and utilizing our team of experienced scientists and talented trainees, this proposal sets ambitious goals that are expected to accelerate the understanding of the biology of nebulin, its role in disease, and to identify possible novel therapeutic avenues.
总结 这项建议的重点是nebulin的结构和功能,nebulin是一种异常大的肌节蛋白, 在骨骼肌中表达。星云蛋白的巨大尺寸使得阐明其功能具有挑战性, 许多引起线状体肌病(NEM 2)的星云蛋白突变支持了这一重要性, 常见的非营养不良性先天性肌病。星云蛋白的蛋白质结构由大量的 肌动蛋白结合的简单重复序列,其中大部分被组织成超级重复序列(SR)。方法来 治疗NEM 2是严重缺乏和获得深入了解的许多作用,星云蛋白在肌肉 结构和功能至关重要。我们将全面研究星云蛋白,建立在我们所取得的重大进展的基础上, 和其他人在最近几年所做的。为了帮助实现我们的目标,我们利用小鼠模型,其中一些 模拟严重和其他温和的NEM 2,作为我们的基础科学和转化研究的强大工具。我们 将研究星云蛋白的功能,从单分子到完整的肌肉水平,使用多学科 包括转录组学、蛋白质组学、超分辨率成像、低角度X射线衍射和 生物力学目标1集中于细丝长度调节。我们最近的研究支持在慢肌中, 星云蛋白与leiomodin-2(Lmod 2)协同作用,星云蛋白调节近端细丝的长度 段和Lmod 2调节无星云蛋白的远端段的长度。在这里,我们将严格测试 这个双长度调节模型,并研究它是否具有翻译潜力,通过确定是否 上调Lmod 2是严重的基于星云蛋白的线状体肌病的有效治疗。目标2研究了 位于中心的星云蛋白SR的弱肌动蛋白结合的功能意义, 分子末端附近的分子。这可能在功能上很重要,考虑到突变, 增加了中枢SR的结合亲和力,导致了世界范围内的骨骼肌肌病患者。我们 将研究小鼠模型,其中位于中心的弱结合SR已转化为强结合SR, 在完整肌肉上使用机械测定和X射线衍射的SR。目的3研究星云蛋白的C-末端, 其布局在Z-磁盘,和功能的星云蛋白的差异表达的Z-重复。许多NEM 2患者 具有截短突变,导致大部分C-末端(位于Z盘内)丢失,但很少 研究已经调查了分子的这一区域。星云蛋白的C端含有Z盘重复序列, 选择性剪接(在具有宽Z盘的肌肉中以高水平表达)。我们将建立布局, 星云蛋白在Z-盘,Z-重复的位置,确定蛋白质结合伙伴,并研究影响 删除Z盘结构和功能上差异表达的星云蛋白Z重复序列。利用我们 >15年的创新星云蛋白研究记录,并利用我们经验丰富的科学家团队, 有才华的学员,这一建议设定了雄心勃勃的目标,预计将加快对 星云蛋白的生物学,它在疾病中的作用,并确定可能的新的治疗途径。

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 }}

Henk L. GRANZIER其他文献

Henk L. GRANZIER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('Henk L. GRANZIER', 18)}}的其他基金

Titin-based stiffness regulation and mechanosensing in activated skeletal muscle.
激活骨骼肌中基于肌联蛋白的刚度调节和机械传感。
  • 批准号:
    10751746
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Roles of Nebulin in Structure and Function of Striated Muscle
星云蛋白在横纹肌结构和功能中的作用
  • 批准号:
    10673594
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Titin in Skeletal Muscle Health and Disease
肌联蛋白在骨骼肌健康和疾病中的作用
  • 批准号:
    9902689
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Role of the giant protein titin in cardiac health and disease
巨型蛋白肌联在心脏健康和疾病中的作用
  • 批准号:
    10375457
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Role of the giant protein titin in cardiac health and disease
巨型蛋白肌联在心脏健康和疾病中的作用
  • 批准号:
    10611998
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Role of the giant protein titin in cardiac health and disease
巨型蛋白肌联在心脏健康和疾病中的作用
  • 批准号:
    9904740
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Titin in Skeletal Muscle Health and Disease
肌联蛋白在骨骼肌健康和疾病中的作用
  • 批准号:
    9766190
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Titin in Skeletal Muscle Health and Disease
肌联蛋白在骨骼肌健康和疾病中的作用
  • 批准号:
    10468822
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Titin in Skeletal Muscle Health and Disease
肌联蛋白在骨骼肌健康和疾病中的作用
  • 批准号:
    10251115
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
Titin in Skeletal Muscle Health and Disease
肌联蛋白在骨骼肌健康和疾病中的作用
  • 批准号:
    10006114
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:

相似国自然基金

由actomyosin介导的集体性细胞迁移对唇腭裂发生的影响的研究
  • 批准号:
    82360313
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Nuclear force feedback as rheostat for actomyosin tension control
核力反馈作为肌动球蛋白张力控制的变阻器
  • 批准号:
    MR/Y001125/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Cytokinesis without an actomyosin ring and its coordination with organelle division
职业:没有肌动球蛋白环的细胞分裂及其与细胞器分裂的协调
  • 批准号:
    2337141
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Computational and Theoretical Investigation of Actomyosin Contraction Systems
职业:肌动球蛋白收缩系统的计算和理论研究
  • 批准号:
    2340865
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Elucidation of the mechanism by which actomyosin emerges cell chirality
阐明肌动球蛋白出现细胞手性的机制
  • 批准号:
    23K14186
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Deciphering actomyosin contractility regulation during incomplete germ cell division
破译不完全生殖细胞分裂过程中肌动球蛋白收缩性的调节
  • 批准号:
    573067-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
CAREER: Actuating robots with actomyosin active gels
职业:用肌动球蛋白活性凝胶驱动机器人
  • 批准号:
    2144380
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Mechanics of Reconstituted Self-Organized Contractile Actomyosin Systems
合作研究:重建自组织收缩肌动球蛋白系统的力学
  • 批准号:
    2201236
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Mechanics of Reconstituted Self-Organized Contractile Actomyosin Systems
合作研究:重建自组织收缩肌动球蛋白系统的力学
  • 批准号:
    2201235
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Coordination of actomyosin and anillo-septin sub-networks of the contractile ring during cytokinesis
胞质分裂过程中收缩环肌动球蛋白和 anillo-septin 子网络的协调
  • 批准号:
    463633
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Operating Grants
The integrin-dependent B cell actomyosin network drives immune synapse formation and B cell functions
整合素依赖性 B 细胞肌动球蛋白网络驱动免疫突触形成和 B 细胞功能
  • 批准号:
    546047-2020
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了