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Rab39A调控自噬的机制及其在神经退行性疾病中功能研究

批准号:
32070741
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
汤在明
依托单位:
学科分类:
细胞衰老、死亡及自噬
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
汤在明

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
HOPS复合物与自噬特异性SNAREs调控自噬体与溶酶体识别与融合,但目前对于HOPS招募的机制知之甚少。我们发现定位于溶酶体上的Rab39A和自噬体上的Rab2可直接结合HOPS组分,二者可能协同桥连自噬体与溶酶体加速膜融合。我们鉴定C9ORF72是Rab39A潜在的GEF,在体外促进Rab39A-GTP的产生。C9ORF72突变影响自噬并导致神经退行性疾病ALS的发生,但机制不明。本研究将围绕“C9ORF72-Rab39A调控的自噬及其在ALS疾病中的作用”展开:利用体外的膜融合体系证明Rab39A与Rab2协同招募HOPS的机制;结合细胞学和体外实验阐明C9ORF72作为Rab39A的GEF调控自噬的机制;在小鼠疾病模型和病人来源的iPSCs中,探索C9ORF72是否通过自噬的调控影响ALS的发生与进程。本研究有望揭示自噬调控新机制,并为ALS疾病的防治提供理论依据与潜在靶点。
英文摘要
HOPS complex and autophagic specific SNAREs mediate autophagosome and lysosome recognition and fusion, however, little is known about the mechanism of HOPS recruitment. Recently, we found that Rab39A mainly localizes on lysosomes while Rab2 localizes on autophagosomes. Both of them can directly bind to HOPS components, which may synergistically bridge autophagosomes and lysosomes to accelerate membrane fusion. We also identified C9ORF72 as a potential GEF for Rab39A to promote the production of Rab39A-GTP in vitro. Mutation of C9ORF72 affects autophagy and causes neurodegenerative disease such as ALS, but the mechanism remains elusive. In this study, we will focus on “C9ORF72-Rab39A regulated autophagy and its role in ALS”. The in vitro membrane fusion assay will be used to demonstrate the mechanism of Rab39A and Rab2 in the recruitment of HOPS. Cytology and in vitro experiments will be used to elucidate the mechanism of C9ORF72 in autophagy regulation as the GEF of Rab39A. Combine disease mouse model and patient derived iPSCs, we will explore whether C9ORF72 influences the occurrence and progression of ALS through autophagy regulation. These studies will reveal new mechanisms of autophagy regulation and provide theoretical basis and potential therapeutic targets for treatment of ALS.
哺乳动物自噬体-溶酶体融合需要多亚基同型融合和液泡蛋白分选(HOPS)复合物。遗传学证据显示哺乳动物HOPS在自噬体-溶酶体融合中的重要作用,然而HOPS介导的自噬体-溶酶体融合的生化重组尚未实现。成功重组SNAREs介导的自噬体-溶酶体膜融合,需要六亚基HOPS复合物与相应的Rabs相互作用。与酵母膜融合不同,我们提出了HOPS复合体的组装新模型。只有当两个HOPS亚复合物通过膜相关 Rabs与自噬体膜和溶酶体膜对接后,才能实现功能性HOPS六亚基复合物的组装。在自噬体-溶酶体膜融合过程中,Rab39A 通过将 HOPS 复合物招募到自噬体上而发挥关键作用。Rab2 和 Rab39A 的正确配对有助于HOPS复合物在蛋白脂质体之间的组装,从而实现自噬SNARE驱动的高效膜融合。Rab39A-GTP形式对于稳定其在溶酶体/自溶酶体上的定位以及将HOPS招募到自噬膜上至关重要。Rab39A的激活是由鸟嘌呤交换因子(GEF)C9orf72催化的,其突变与肌萎缩性侧索硬化症(ALS)和家族性额颞叶痴呆症(FTD)有关。Rab39A的持续激活可以在C9orf72缺失时挽救自噬缺陷。上述结果揭示了C9orf72-Rab39A-HOPS轴在自噬体-溶酶体融合中的关键作用,并提出了ALS/FTD发病的潜在机制。
蛋白类泛素化途径(Neddylation)对原纤毛形成的调控机理探究
  • 批准号:
    31500627
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    汤在明
  • 依托单位:
国内基金
海外基金