Aging induced DNA double-strand break analysis in yeast

酵母中衰老诱导的 DNA 双链断裂分析

基本信息

  • 批准号:
    10605475
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.66万
  • 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:
    2023-01-01 至 2024-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT Aging is a primary risk factor for most chronic diseases. As the population of individuals over the age of 65 increases in the U.S., it is critical that we understand the molecular mechanisms that drive aging, with the goal of delaying the onset of these chronic diseases. One of the “hallmarks of aging”, genomic instability, can occur in the form of DNA double-stranded breaks (DSBs), which are lethal to cells unless resolved. In S. cerevisiae, the ribosomal DNA (rDNA) is especially unstable due to its repetitive nature, high levels of transcription, and a major replication fork block site. We are using the rDNA as a tool for studying the initiating genome instability events of aging in dividing cells. Instability at the rDNA significantly contributes to the replicative aging of yeast cells. Our lab previously demonstrated age-induced depletion of several factors that maintain rDNA stability, including Sir2 and cohesin. During early aging, chromatin association by these factors was reduced at the rDNA locus, followed by later reduction at centromeres, a combination that resulted in chromosome instability. To identify additional factors that contribute to aging-induced rDNA and chromosome instability, we performed a proteomics screen on nuclei isolated from replicatively young and moderately aged yeast cells. This screen revealed depletion of multiple proteins that control chromatin topology and remodeling, especially at the rDNA. These included topoisomerases I and II, and the DNA helicase Rrm3. Taken together, we predict a model where reduced capacity to resolve DNA torsional stress during early aging results in DSBs at the rDNA. We hypothesize that the repetitive rDNA array and accumulating extrachromosomal rDNA circles then act as a “sink” for diminished DNA stabilizers and repair enzymes later in aging, ultimately contributing to genome-wide instability. To test this model, I am using a genome-wide DSB mapping and sequencing protocol in young and progressively aged cells, focusing on hotspot identification across multiple time-points (Aim1). In preliminary experiments, I have optimized this method for yeast and confirmed the rDNA as a DSB hotspot, even in young cells. I will also look for changes in distribution across lifespan of the key proteins identified in our proteomics screen using ChIP-seq. Third, I will determine if aging sensitizes cells to DSB inducing agents. In Aim2 I will determine if DSB accumulation in early aging can be rescued by re-expressing key age-depleted factors using a titratable, doxycycline-inducible overexpression system. Second, I will determine if re-expression of the candidate age-depleted proteins reduces rDNA stability or extends replicative lifespan. These experiments will give insight into how genomic instability acts as a driver for the initiating events of aging.
项目概要/摘要 衰老是大多数慢性病的主要危险因素。随着 65 岁以上人口的 在美国,了解导致衰老的分子机制至关重要,目标是 延缓这些慢性疾病的发生。 “衰老的标志”之一,基因组不稳定,可能会发生 以 DNA 双链断裂 (DSB) 的形式出现,除非解决,否则对细胞是致命的。在酿酒酵母中, 核糖体 DNA (rDNA) 由于其重复性、高水平转录和 主要复制叉块位点。我们使用 rDNA 作为研究起始基因组不稳定性的工具 分裂细胞的衰老事件。 rDNA 的不稳定性显着促进酵母的复制老化 细胞。我们的实验室之前证明了年龄引起的几个维持 rDNA 稳定性的因素的损耗, 包括 Sir2 和 cohesin。在衰老早期,这些因素导致的染色质关联在 rDNA 位点,随后着丝粒减少,这一组合导致染色体不稳定。 为了确定导致衰老引起的 rDNA 和染色体不稳定的其他因素,我们进行了 对从具有复制能力的年轻和中等老化酵母细胞中分离出的细胞核进行蛋白质组学筛选。这个画面 揭示了控制染色质拓扑和重塑的多种蛋白质的耗尽,尤其是在 rDNA 处。 其中包括拓扑异构酶 I 和 II,以及 DNA 解旋酶 Rrm3。综合起来,我们预测一个模型 早期老化过程中解决 DNA 扭转应力的能力降低,导致 rDNA 处出现 DSB。我们 假设重复的 rDNA 阵列和积累的染色体外 rDNA 环然后充当 衰老后期 DNA 稳定剂和修复酶减少的“下沉”,最终促成全基因组 不稳定。 为了测试这个模型,我在年轻人和老年人中使用了全基因组 DSB 作图和测序方案。 逐渐老化的细胞,重点关注跨多个时间点的热点识别(目标1)。在初步 实验中,我针对酵母优化了这种方法,并确认 rDNA 是 DSB 热点,即使在年轻的酵母中也是如此。 细胞。我还将寻找蛋白质组学中确定的关键蛋白质在整个生命周期中分布的变化 使用 ChIP-seq 进行筛选。第三,我将确定衰老是否会使细胞对 DSB 诱导剂敏感。在《Aim2》中我会 确定是否可以通过重新表达关键的年龄消耗因子来挽救早期衰老中的 DSB 积累 可滴定的强力霉素诱导的过表达系统。其次,我将确定是否重新表达 候选年龄耗尽蛋白会降低 rDNA 稳定性或延长复制寿命。这些实验将 深入了解基因组不稳定性如何作为衰老起始事件的驱动因素。

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 }}

Lindsey N. Power其他文献

Lindsey N. Power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 }}

相似国自然基金

靶向递送一氧化碳调控AGE-RAGE级联反应促进糖尿病创面愈合研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500010
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
对香豆酸抑制AGE-RAGE-Ang-1通路改善海马血管生成障碍发挥抗阿尔兹海默病作用
  • 批准号:
    2025JJ70209
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
AGE-RAGE通路调控慢性胰腺炎纤维化进程的作用及分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
甜茶抑制AGE-RAGE通路增强突触可塑性改善小鼠抑郁样行为
  • 批准号:
    2023JJ50274
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
蒙药额尔敦-乌日勒基础方调控AGE-RAGE信号通路改善术后认知功能障碍研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
LncRNA GAS5在2型糖尿病动脉粥样硬化中对AGE-RAGE 信号通路上相关基因的调控作用及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
围绕GLP1-Arginine-AGE/RAGE轴构建探针组学方法探索大柴胡汤异病同治的效应机制
  • 批准号:
    81973577
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AGE/RAGE通路microRNA编码基因多态性与2型糖尿病并发冠心病的关联研究
  • 批准号:
    81602908
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC轴致骨关节炎易感的机制研究
  • 批准号:
    81501928
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Determining the mechanism of action of cis-acting modifiers on the age of onset of Huntington Disease
确定顺式作用修饰剂对亨廷顿病发病年龄的作用机制
  • 批准号:
    417256
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
    Studentship Programs
Effect of age of onset of contraception use on brain functioning.
避孕开始年龄对大脑功能的影响。
  • 批准号:
    511267-2017
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Non-random occurrence and early age of onset of diverse lymphoid cancers in families supports the existence of genetic risk factors for multiple lymphoid cancers.
家族中多种淋巴癌的非随机发生和发病年龄较早,支持多种淋巴癌存在遗传危险因素。
  • 批准号:
    347105
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
Polish-German Child Bilingualism: The Role of Age of Onset for Long-Term Achievement
波兰-德国儿童双语:发病年龄对长期成就的作用
  • 批准号:
    277135691
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
    Research Grants
Bioinformatics strategies to relate age of onset with gene-gene interaction
将发病年龄与基因间相互作用联系起来的生物信息学策略
  • 批准号:
    9097781
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
Early Age-of-Onset AD: Clinical Heterogeneity and Network Degeneration
早期 AD 发病年龄:临床异质性和网络退化
  • 批准号:
    9212684
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
Early Age-of-Onset AD: Clinical Heterogeneity and Network Degeneration
早期 AD 发病年龄:临床异质性和网络退化
  • 批准号:
    8696557
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
Effects of delaying age of onset of binge drinking on adolescent brain development: A proposal to add neuroimaing measures to the CO-Venture Trial.
延迟酗酒的发病年龄对青少年大脑发育的影响:在 CO-Venture 试验中添加神经影像测量的建议。
  • 批准号:
    267251
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
    Operating Grants
Stress Effects on Alcohol Consumption: Age of onset and genes in heavy drinkers
压力对饮酒的影响:酗酒者的发病年龄和基因
  • 批准号:
    8606722
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
Marijuana: Neurobiologic Correlates of Age of Onset
大麻:发病年龄的神经生物学相关性
  • 批准号:
    8644793
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 3.66万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了