Disentangling Sugar Signaling in Plants
解开植物中的糖信号传导
基本信息
- 批准号:10713056
- 负责人:
- 金额:$ 34.45万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-08-01 至 2028-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AffectAnatomyBiological ModelsCell ProliferationCell SizeCellsCellular Metabolic ProcessChemicalsConfocal MicroscopyDevelopmentDiabetes MellitusEnzymesFructoseGene ExpressionGenesGlucoseGoalsIndividualMalignant NeoplasmsMetabolicMetabolismMethodsMonitorMouse-ear CressMutationObesityOrganOrganismPhenotypePhysiologicalPlantsProtein EngineeringRegulationResolutionRoleSignal TransductionTissueshuman diseaseinsightmicroorganismplant growth/developmentpleiotropismscreeningsugarsynthetic biologysynthetic constructtool
项目摘要
DISENTANGLING SUGAR SIGNALING IN PLANTS
ABSTRACT
Sugars like glucose and fructose power and control the development of all living organisms. In
plants, multiple enzymes involved in sugar metabolism—namely HEXOKINASES (HXKs) and
FRUCTOSE 1-6-BIPHOSPHATASES (FBPs)—also function as sensing and signaling hubs that
regulate gene expression. Three major challenges hinder the understanding of the physiological
role of these enzymes, not only in plants but in multicellular organisms at large. First, mutations
of these enzymes result in pleiotropic effects that complicate the interpretation of organ and
tissue-level phenotypes. Second, because they act jointly in metabolism and signaling, it is difficult
to differentiate the contribution of individual enzymes to the ultimate phenotype. Lastly, methods
to quantitatively monitor the activity of individual enzymes directly, non-destructively, with cellular
resolution, and in planta are lacking. As a result, all direct targets of HXKs and FBPs regulation
and their involvement in plant growth have not been elucidated.
This MIRA project will use protein engineering, chemical screening, and synthetic biology to
generate biomolecular tools that will allow the isolation, manipulation, and monitoring of the
individual metabolic and signaling activities of HXKs and FBPs. The main goal of this project is to
manipulate these enzymes' signaling functions without affecting the cells' metabolism and vice
versa. Furthermore, all synthetic constructs will be deployed in a tissue-specific manner to
differentiate systemic and cell-autonomous effects. The chosen model system will be the primary
root of Arabidopsis thaliana, an organ that is anatomically simple, genetically tractable, chemically
accessible, and amicable to confocal microscopy.
解开植物中的糖信号
抽象的
糖和果糖能力等糖,并控制所有生物体的发育。在
植物,糖代谢涉及多种酶,即己糖激酶(HXK)和
果糖1-6-二磷酸酶(FBPS) - 也起着灵敏度和信号枢纽的作用
调节基因表达。三个主要挑战阻碍了对生理的理解
这些酶的作用不仅在植物中,而且在整个多细胞生物中。首先,突变
这些酶会产生多效性作用,使器官的解释变得复杂
组织级表型。第二,因为它们在代谢和信号传导中共同作用,所以很难
区分各个酶对最终表型的贡献。最后,方法
定量监测单个酶的活性直接,无损地监测
缺乏解决方案和planta。结果,HXK和FBPS调节的所有直接目标
他们参与植物生长尚未阐明。
这个MIRA项目将使用蛋白质工程,化学筛查和合成生物学
生成生物分子工具,将允许隔离,操纵和监测
HXK和FBP的个体代谢和信号传导活性。该项目的主要目标是
操纵这些酶的信号传导功能,而不会影响细胞的代谢和恶化
Versa。此外,所有合成结构将以组织特异性的方式部署到
区分全身和细胞自主效应。选定的模型系统将是主要的
拟南芥的根,一种在解剖学上简单,一般可拖延的器官
可访问,并且对共聚焦显微镜友好。
项目成果
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专著数量(0)
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