Phase Transition-Mediated Tau Function and Dysfunction
相变介导的 Tau 功能和功能障碍
基本信息
- 批准号:10674719
- 负责人:
- 金额:$ 40万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-08-15 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AccelerationAcetylationAffectAgeAgingAlzheimer&aposs DiseaseAmyloid FibrilsBehaviorBrain DiseasesCell NucleolusCellsCoupledDiseaseEvolutionExhibitsFilamentFluorescenceFluorescence SpectroscopyFunctional disorderGelHeparinHeterogeneityImaging TechniquesLaboratoriesLeadLinkLiquid substanceMapsMediatingMicroscopyMicrotubulesMinorMolecularMolecular ConformationMorphologyNeurodegenerative DisordersNeuronsPathologicPathologyPhasePhase TransitionPhosphorylationPhysiologyPopulationPost-Translational Protein ProcessingProteinsResearchResearch PersonnelRoleSodium ChlorideSolidSpectrum AnalysisSystemTauopathiesTechniquesTemperatureTubulinVariantVisualizationalpha synucleinbiophysical techniquesconformational conversiondriving forceexperienceexperimental studyfluorescence imaginghyperphosphorylated tauinsightinterestloss of functionmonomernovel therapeutic interventionprotein TDP-43protein aggregationrecruitsingle moleculesolid statestress granulesynergismtau Proteinstau aggregationtau conformationtau dysfunctiontau functiontau-1
项目摘要
Project Summary
Phase Transition-Mediated Tau Function and Dysfunction
The proposed research will decipher the molecular mechanism of liquid-liquid phase
separation (LLPS)-mediated Tau function and dysfunction. Phase-separated Tau droplets
enrich tubulin and facilitate microtubule assembly (Tau function), whereas persistent droplets
lead to protein aggregation.
Utilizing prior extensive experience with disordered protein systems, the investigators will
determine how LLPS links Tau loss-of-function and gain-of-toxic dysfunction in three stages:
They will characterize how pathologic post-translational modifications (PTMs;
hyperphosphorylation and hyperacetylation) modulate Tau LLPS-mediated microtubule
assembly and protein aggregation (Aim 1); they will track Tau conformations that are key to both
LLPS-mediated Tau function and dysfunction (Aim 2); and, they will determine how co-
aggregating proteins initiate/ facilitate/ synergize Tau aggregation (Aim 3).
The first Aim will utilize ensemble spectroscopy and time-lapse microscopy techniques
to understand the role of PTMs in LLPS-mediated function and dysfunction. Phase transition
maps of different Tau variants will be generated to characterize how different PTMs alter Tau
LLPS. Effects of Tau variant co-partitioning in droplets or fibrillar aggregates on Tau function
and dysfunction will also be studied.
The second Aim will utilize ultrasensitive fluorescence spectroscopy techniques to track
conformational conversions as monomeric Tau forms condensed droplets and as liquid droplets
transform to solid states, i.e., functional (in microtubule assembled filaments) and/or
dysfunctional states (amyloid fibril states).
The third Aim will determine the role of co-aggregating proteins in Tau LLPS and
subsequent protein aggregation. Synergistic interaction between co-phase separating proteins
will be characterized. Mechanism of aggregate cross-seeding will provide insights into protein
co-misfolding.
项目概要
相变介导的 Tau 功能和功能障碍
拟议的研究将破译液-液相的分子机制
分离(LLPS)介导的 Tau 功能和功能障碍。相分离的 Tau 液滴
丰富微管蛋白并促进微管组装(Tau 功能),而持久性液滴
导致蛋白质聚集。
利用先前在无序蛋白质系统方面的丰富经验,研究人员将
确定 LLPS 如何在三个阶段将 Tau 功能丧失和毒性增加功能障碍联系起来:
他们将描述病理性翻译后修饰(PTM;
过度磷酸化和过度乙酰化)调节 Tau LLPS 介导的微管
组装和蛋白质聚集(目标 1);他们将追踪对两者都至关重要的 Tau 构象
LLPS 介导的 Tau 功能和功能障碍(目标 2);并且,他们将决定如何共同
聚集蛋白启动/促进/协同 Tau 聚集(目标 3)。
第一个目标将利用系综光谱学和延时显微镜技术
了解 PTM 在 LLPS 介导的功能和功能障碍中的作用。相变
将生成不同 Tau 变体的图谱,以描述不同 PTM 如何改变 Tau
LLPS。液滴或纤维状聚集体中 Tau 变异共分配对 Tau 功能的影响
和功能障碍也将被研究。
第二个目标将利用超灵敏荧光光谱技术来追踪
单体 Tau 形成凝聚液滴和液滴时的构象转变
转变为固态,即功能性(在微管组装的细丝中)和/或
功能失调状态(淀粉样原纤维状态)。
第三个目标将确定 Tau LLPS 中共聚集蛋白的作用和
随后的蛋白质聚集。共相分离蛋白质之间的协同相互作用
将被表征。聚合交叉播种机制将提供对蛋白质的见解
共同错误折叠。
项目成果
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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
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