利用定量蛋白质组学和磷酸化组学研究高温影响线虫衰老的机制

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基本信息

  • 批准号：
    31870822
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    张旭敏
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    C2103.生命组学技术
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Aging is an inevitable and irreversible biological process, characterized with gradual degeneration in physiological functions. Today we are facing a series of challenges caused by the increasing aging population. Understanding the aging mechanism is vital to retard aging and to relieve aging-related symptoms. Caenorhabditis elegans (C.elegans) is well accepted as a model organism for aging studies since the aging-related pathways are highly conserved from worm to mammals. Temperature is an important environmental factor affecting aging process and high temperature has been proven to shorten the lifetime of different organisms. Taking advantage of state-of-the-art proteomics technologies, we for the first time analyzed the high temperature-related proteome and phosphoproteome changes in C.elegans at different time points. We identified dozens of high temperature-sensitive phosphoproteins. Some are known as key proteins involved in aging-associated pathways, e.g., Insulin/insulin-like growth factor signaling (IIS) pathway and mTOR pathway. RNAi and mutation experiments on several genes revealed different high temperature responses. In this project, we will carry out a systematic study to investigate how phosphorylated proteins regulate aging process under high temperature using biochemical and genetic approaches. The success in this project could increase our knowledge on aging mechanism and help retarding aging and relieving aging-related symptoms.
衰老是人类生命中一个既不可避免也不能逆转的生理过程，伴随着一系列生理功能的退化。当今中国面临日趋严重的老龄化问题，研究衰老机制对我们了解衰老进而延缓衰老进程，减轻衰老症状有关键的作用。由于衰老的信号通路较为保守，秀丽隐杆线虫被广泛用于衰老方面的研究。环境温度被证实影响多个物种的寿命，但其中的分子机理尚不清楚。我们首次利用先进的蛋白质组学技术，分析了线虫在不同时间点高温相关的蛋白质组和磷酸化蛋白质组的变化，鉴定了约60个关键的高温敏感的磷酸化蛋白质，其中包含已知的参与胰岛素/胰岛素样生长因子信号（IIS）和mTOR衰老通路的蛋白质。部分结果我们已经利用RNAi和缺失突变体实验证实。本课题将在已有结果的基础上结合生化和遗传手段系统地深入研究高温敏感的蛋白质及其关键磷酸化修饰位点调控衰老的机制。我们工作的顺利开展将会进一步加深我们对衰老机制的认识，并为延缓衰老，减轻衰老症状提供一定的帮助。

结项摘要

研究衰老机制对我们了解衰老进而延缓衰老，减轻衰老症状有关键的作用。由于衰老的信号通路较为的保守，在本项目中，我们使用模式生物线虫开展了如下的工作：1）系统性地分析了线虫全生长时期的蛋白质组（16个时间点）和磷酸化蛋白组（6个时间点）；2）分析了线虫在短时程和长时程高温处理的蛋白质组和磷酸化蛋白质组的变化；3）鉴定了多个关键的高温敏感的磷酸化蛋白质，并通过RNAi和突变体实验证实；4）揭示了在线虫生长早期的适宜高温处理能显著延缓衰老进而达到延长寿命的目的；5）此外，我们还开发了一系列蛋白质修饰的研究方法并应用在高温对线虫衰老影响的研究中，获得了新的初步研究结果。总之，本项目通过蛋白质组学和生化遗传手段系统地筛选并探讨高温敏感的蛋白质及其关键修饰位点，揭示了早期高温处理延缓线虫衰老的机制，加深了我们对衰老机制的认识，并为延缓衰老，减轻衰老症状提供一定的帮助。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Basic Strong Cation Exchange Chromatography, BaSCX, a Highly Efficient Approach for C-Terminomic Studies Using LysargiNase Digestion
基本强阳离子交换色谱法，BaSCX，一种使用 LysargiNase 消化进行 C 末端研究的高效方法。
  • DOI：
    10.1021/acs.analchem.9b05280
  • 发表时间：
    2020-04-07
  • 期刊：
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Li, Qingqing;Zhang, Yang;Zhang, Xumin
  • 通讯作者：
    Zhang, Xumin
TAG-TMTpro, a Hyperplexing Quantitative Approach for High-Throughput Proteomic Studies
TAG-TMTpro，一种用于高通量蛋白质组研究的超复合定量方法
  • DOI：
    10.1021/acs.analchem.2c02099
  • 发表时间：
    2022-09-06
  • 期刊：
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Wu，Zhen;Shen，Yi;Zhang，Xumin
  • 通讯作者：
    Zhang，Xumin
One-day thermal regime extends the lifespan in Caenorhabditis elegans.
一日热状态可延长秀丽隐杆线虫的寿命
  • DOI：
    10.1016/j.csbj.2022.12.017
  • 发表时间：
    2023
  • 期刊：
    COMPUTATIONAL AND STRUCTURAL BIOTECHNOLOGY JOURNAL
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Huang, Jichang;Wang, Kai;Wang, Mengqing;Wu, Zhen;Xie, Guangjie;Peng, Yuling;Zhang, Yan;Zhang, Xumin;Shao, Zhiyong
  • 通讯作者：
    Shao, Zhiyong
Short-Term Mild Temperature-Stress-Induced Alterations in the C. elegans Phosphoproteome.
线虫磷酸化蛋白质组中短期温和的温度应激引起的改变。
  • DOI：
    10.3390/ijms21176409
  • 发表时间：
    2020-09-03
  • 期刊：
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Huang J;Wu Z;Zhang X
  • 通讯作者：
    Zhang X
重组LysargiNase蛋白酶的表达纯化及其在蛋白质组学层面的分析
  • DOI：
    10.15943/j.cnki.fdxb-jns.20211208.001
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    复旦学报. 自然科学版
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    岳柠柠;吴真;张旭敏
  • 通讯作者：
    张旭敏

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基于质谱的蛋白质N末端乙酰化程度定量方法的研究
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  • 通讯作者：
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蛋白质组学样品消化条件的优化
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  • 通讯作者：
    张旭敏
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  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    张旭敏
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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