Nuclear speckle liquid-liquid phase separation dynamics in senescence and aging

衰老和衰老过程中的核散斑液-液相分离动力学

基本信息

项目摘要

Abstract Organismal health requires a consistent and balanced internal environment known as homeostasis. Different physiological processes maintain proper levels of biomolecules at a cellular level, and several of these mechanisms lose efficacy with age. Proteostasis, sustained levels of correctly folded proteins in the endoplasmic reticulum (ER), is maintained by the Unfolded Protein Response (UPR). Excessive misfolded proteins in the ER activate the three branches of the UPR, facilitating adaptive processes to restore a balanced proteome in the cell. Aging is associated with the loss of proteostasis and the accumulation of senescent cells – cells that no longer replicate and secrete pro-inflammatory signals – that exhibit a dysfunctional UPR. The molecular mechanisms underlying the altered UPR in senescent cells are unclear. We hypothesize that the liquid-liquid phase separation (LLPS) dynamics of a nuclear biomolecular condensate, the nuclear speckle (NS), link cellular senescence to the UPR. The 12-hour, XBP1s-dependent clock that functions independently of the 24-hour clock or the cell cycle establishes 12-hour ultradian rhythms of NS LLPS dynamics. These rhythms regulate NS morphology and fluidity through SON, the NS core protein. High SON levels create a diffuse, fluid NS and boost the expression of UPR-associated genes. In contrast, low SON levels result in a spherical, stagnant NS and a blunted expression of UPR genes. We have recently found that SON levels decrease, and that the NS becomes more spherical during cellular senescence. These data suggest that changes to NS LLPS dynamics are hallmarks of cellular senescence and aging. Here, we propose two aims to examine how NS LLPS dynamics change in vitro during cellular senescence and in vivo throughout chronological aging. In the first aim, we will use a mouse embryonic fibroblast line with a GFP-tagged NS that can be induced to enter senescence. This model will examine how established 12-hour rhythms of NS LLPS dynamics change during senescence and how restoring SON levels affects NS LLPS dynamics in senescent cells. We will also pharmacologically boost the diffuseness of the NS to determine if its fluidity can be increased during senescence. The second aim will use a Caenorhabditis elegans (C. elegans) model with a GFP-tagged NS. We will examine how NS LLPS dynamics change throughout aging and if genetic and pharmacological methods that make the NS more diffuse in mammalian cells can similarly affect NS LLPS dynamics in C. elegans and boost proteostasis in aged organisms. These aims will establish changes to NS LLPS dynamics as hallmarks of senescence and aging. Furthermore, we intend to show that NS LLPS dynamics is a druggable target and that therapies could return the NS morphology and fluidity to a pre-senescent state.
摘要 生物体的健康需要一致和平衡的内部环境,即所谓的动态平衡。不同 生理过程在细胞水平上维持适当的生物分子水平,其中几个 这些机制会随着年龄的增长而失效。蛋白稳定,内质中正确折叠的蛋白质的持续水平 网状结构(ER)由未折叠蛋白反应(UPR)维持。内质网中过多的错误折叠蛋白质 激活UPR的三个分支,促进适应过程,以恢复平衡的蛋白质组 手机。衰老与蛋白平衡的丧失和衰老细胞的积累有关--这些细胞 更长的时间复制和分泌促炎信号--表现出功能失调的UPR。分子 衰老细胞中UPR改变的潜在机制尚不清楚。我们假设液体-液体 核生物分子凝聚体的相分离(LLP)动力学,核散斑(NS),链接细胞 对普遍定期审议的衰老。独立于24小时时钟运行的12小时XBP1s时钟 或者,细胞周期建立了NS LLP动力学的12小时超传统节律。这些节律调节NS 通过NS核心蛋白SON的形态和流动性。高SON水平会产生弥漫、流动的NS和助推 UPR相关基因的表达。相反,低SON水平会导致球形、停滞的NS和 UPR基因表达迟钝。我们最近发现,SON水平下降,NS变成 在细胞衰老过程中更呈球形。这些数据表明,NS LLP动态的变化是 细胞衰老和衰老的特征。在这里,我们提出了两个目标来研究NS LLP的动态 细胞衰老过程中的体外变化和体内在整个时间老化过程中的变化。在第一个目标中,我们将 使用带有GFP标记的NS的小鼠胚胎成纤维细胞系,可以诱导其进入衰老。这 模型将研究NS LLP动力学12小时节律在衰老过程中如何变化以及如何 恢复SON水平影响衰老细胞中NS LLPS的动态变化。我们还将从药理上促进 测定NS的扩散性,以确定其在衰老过程中的流动性是否可以增加。第二个目标将使用 带有GFP标记NS的秀丽线虫模型。我们将研究NS LLP如何动态 随着年龄的增长而变化,如果遗传和药物方法,使NS更弥漫在 哺乳动物细胞可以类似地影响线虫的NS LLPS动态,并促进老年生物体的蛋白稳定。 这些目标将把NS LLP动态的变化确立为衰老和衰老的标志。此外, 我们打算证明NS LLP的动力学是一个可用药的靶点,治疗可以使NS 形态和流动性恢复到衰老前的状态。

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 }}

William Aaron Dion其他文献

William Aaron Dion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

The Phenomenon of Stem Cell Aging according to Methylation Estimates of Age After Hematopoietic Stem Cell Transplantation
根据造血干细胞移植后甲基化年龄估算干细胞衰老现象
  • 批准号:
    23K07844
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Analysis of Age-dependent Functional Changes in Skeletal Muscle CB1 Receptors by an in Vitro Model of Aging-related Muscle Atrophy
通过衰老相关性肌肉萎缩的体外模型分析骨骼肌 CB1 受体的年龄依赖性功能变化
  • 批准号:
    22KJ2960
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Joint U.S.-Japan Measures for Aging and Dementia Derived from the Prevention of Age-Related and Noise-induced Hearing Loss
美日针对预防与年龄相关和噪声引起的听力损失而导致的老龄化和痴呆症联合措施
  • 批准号:
    23KK0156
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
    Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)
The Effects of Muscle Fatigability on Gait Instability in Aging and Age-Related Falls Risk
肌肉疲劳对衰老步态不稳定性和年龄相关跌倒风险的影响
  • 批准号:
    10677409
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
Characterizing gut physiology by age, frailty, and sex: assessing the role of the aging gut in "inflamm-aging"
按年龄、虚弱和性别表征肠道生理学特征:评估衰老肠道在“炎症衰老”中的作用
  • 批准号:
    497927
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
Deciphering the role of osteopontin in the aging eye and age-related macular degeneration
破译骨桥蛋白在眼睛老化和年龄相关性黄斑变性中的作用
  • 批准号:
    10679287
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
Role of AGE/RAGEsignaling as a driver of pathological aging in the brain
AGE/RAGE信号传导作为大脑病理性衰老驱动因素的作用
  • 批准号:
    10836835
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
Elucidation of the protein kinase NLK-mediated aging mechanisms and treatment of age-related diseases
阐明蛋白激酶NLK介导的衰老机制及年龄相关疾病的治疗
  • 批准号:
    23K06378
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Underlying mechanisms of age-related changes in ingestive behaviors: From the perspective of the aging brain and deterioration of the gustatory system.
与年龄相关的摄入行为变化的潜在机制:从大脑老化和味觉系统退化的角度来看。
  • 批准号:
    23K10845
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Targeting Age-Activated Proinflammatory Chemokine Signaling by CCL2/11 to Enhance Skeletal Muscle Regeneration in Aging
通过 CCL2/11 靶向年龄激活的促炎趋化因子信号传导以增强衰老过程中的骨骼肌再生
  • 批准号:
    478877
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.77万
  • 项目类别:
    Operating Grants
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了