CEP290在纤毛发生起始过程中的作用及机制研究
批准号:
32070692
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
卫青
依托单位:
学科分类:
细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
卫青
中文摘要
纤毛在人体细胞中普遍存在,在细胞运动、信号感知和传递中发挥重要作用,其功能缺陷可导致许多人类遗传疾病。但目前我们对纤毛发生是如何起始的仍知之甚少。CEP290是一个进化保守的纤毛过渡区(Transition zone)蛋白,其突变会导致多种纤毛病。已知CEP290的主要功能是组装纤毛过渡区。我们在前期研究中,用CRISPR/Cas9技术获得了一个果蝇CEP290的完全缺失突变体,惊奇地发现,CEP290是果蝇纤毛发生起始所必需的。进一步研究发现,DZIP1是CEP290调控纤毛发生起始的下游关键蛋白。我们推测CEP290招募DZIP1,DZIP1随后促进早期纤毛膜的形成从而起始纤毛发生。本项目将利用果蝇模式的遗传优势,重点研究CEP290和DZIP1在纤毛发生起始过程中的作用及机制。我们的研究将有助于解析CEP290的新功能,为揭示纤毛形成的分子机制和人类纤毛病机理做出贡献。
英文摘要
Cilia are antenna-like organelles which found in most human cells and play important roles in cell movement, signal perception and transmission. Dysfunction of cilia leads to many human genetic diseases. However, we know little about ciliogenesis initiation. CEP290 is an evolutionarily conserved protein localized to the ciliary transition zone, and its mutation leads to a variety of ciliopathies. It is well known that CEP290 is required for the function and formation of transition zone. We obtained a Drosophila cep290 null mutant using CRISPR/Cas9 technique. Interestingly, we found that CEP290 is essential for ciliogenesis initiation. Further study showed that DZIP1 is the downstream key protein of CEP290 regulating cilogenesis initiation. We proposed that CEP290 recruits DZIP1, which then promotes early ciliary membrane formation and ciliogenesis initiation. In this application, we will aim to dissect the function and mechanism of CEP290 and DZIP1 in ciliogenesis initiation. Our proposed studies will uncover a previously uncharacterized important function of CEP290 in ciliogenesis initiation, and will shed light on our understanding of the mechanism of ciliogenesis and the pathogenesis of CEP290 related disease.
纤毛广泛存在于人体细胞中,在细胞运动、信号感知中发挥关键作用,其功能缺陷可导致多种人类遗传疾病。然而,纤毛发生的起始机制仍未完全阐明。本项目综合运用分子生物学、细胞生物学、遗传学及电镜技术,以黑腹果蝇为模式,系统解析了 CEP290 在纤毛发生起始过程中的关键作用及分子机制,并揭示了一条由 CEP131、CEP162、CEP290、DZIP1、CBY 和 FAM92 组成的纤毛发生起始通路。我们发现,DZIP1 是 CEP290 调控纤毛发生起始的关键下游因子。CEP290 通过 DZIP1 招募 CBY-FAM92 复合体及 Rab8 通路,促进早期纤毛膜的形成,从而驱动纤毛发生的起始。同时,CEP131-CEP162 模块位于 CEP290 的上游,调控 CEP290 在纤毛基部的定位,并通过促进 CEP290 C 端与轴丝的结合来介导纤毛发生起始。此外,CBY-FAM92 介导的纤毛膜形成对 CEP290 N 端与纤毛膜的结合具有正反馈促进作用。与此同时,鉴于过渡纤维在哺乳动物纤毛发生起始中的关键作用,我们进一步探讨了其与CEP290-DZIP1途径之间的关系。我们的结果表明,果蝇的纤毛发生起始并不依赖于过渡纤维。然而有趣的是,我们发现CEP290 和 DZIP1在过渡纤维的形成中发挥一定的作用,影响关键蛋白 FBF1 的定位。本研究揭示了 CEP290 在纤毛发生起始中的新功能,并建立了一条新的 CEP290-DZIP1 介导的纤毛发生起始通路。这些发现有助于深入理解纤毛形成的分子机制,并为纤毛相关疾病的研究提供新的理论基础。
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