m6A RNA甲基转移酶复合物组装的分子机制研究
批准号:
91953110
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
60.0 万元
负责人:
王朝
依托单位:
学科分类:
B0702.生物分子的化学生物学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
叶进、孔超、贺丽萍、钟志文、黄珊、王梦丽、陈达
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中文摘要
本申请项目针对指南中“生物大分子化学修饰在生理过程和病理变化中的调控机制”研究重点展开。m6A修饰是近年来热点研究的一种在RNA上的动态可逆化学修饰,由催化亚基METTL3-METTL14和调控亚基WTAP蛋白组成的m6A甲基转移酶复合物催化,可以影响生物体内多种重要功能。m6A甲基转移酶复合物的功能异常会引起一系列包括癌症、发育和代谢迟缓及神经系统紊乱在内的多种人类疾病。虽然近年来针对甲基转移酶复合物的研究取得了长足的进展,但仍有很多重要的基本科学问题亟需解决。本申请课题将综合采用生物化学、结构生物学、化学生物学和细胞生物学等多学科方法来研究和阐明m6A甲基转移酶复合物的组装机制和调控机理,对WTAP蛋白自身多聚性质进行结构和功能研究,并解析WTAP蛋白介导的多个调控复合物的结构和调控机制。相关研究将为深入理解m6A甲基转移酶复合物组装提供分子基础,有助于后续潜在药物开发和疾病治疗研究。
英文摘要
This research proposal aims at the key research direction of “the regulation mechanisms of chemical modification of biological macromolecules in physiological processes and pathological changes”. N6-methyladenosine (m6A) modification is a dynamic and reversible chemical modification on RNAs, playing crucial roles in mRNA dynamics and thus affecting nearly every aspect of physiological functions. m6A modification is catalyzed by the core complex of RNA methyltransferase (writers), including the catalytic subunit METTL3-METTL14 protein complex and the regulatory subunit WTAP protein. The dysfunction of m6A methyltransferase leads to severe human diseases including cancers, delay in development and metabolism and neuronal disorders and so on. The recent explosion of interests in m6A modification and the writer complex has prompted tremendous progresses in this field. However, there are still many important fundamental questions related to m6A modification and the methyltransferase complex needed to be addressed. In this research proposal, we combine multidisciplinary approaches including biochemistry, structure biology, chemical biology and cell biology methods to elucidate the molecular mechanism underlying the assembly and regulation of m6A methyltransferase complex, to uncover the structure and function of the oligomer state of WTAP protein, and to solve the complex structures of multiple WTAP-mediated regulatory protein complexes. The research will provide a molecular basis for an in-depth understanding of the assembly of the m6A methyltransferase complex, which will facilitate subsequent potential drug development and medical treatments of relevant disease research.
m6A修饰是近年来热点研究的一种在RNA上的动态可逆化学修饰,由催化亚基METTL3-METTL14和调控亚基WTAP蛋白组成的m6A甲基转移酶复合物催化,可以影响生物体内多种重要功能。m6A甲基转移酶复合物的功能异常会引起一系列包括癌症、发育和代谢迟缓及神经系统紊乱在内的多种人类疾病。虽然近年来针对甲基转移酶复合物的研究取得了长足的进展,但仍有很多重要的基本科学问题亟需解决。本申请项目聚焦于 m6A RNA 甲基转移酶复合物及其调控复合物,综合分子生物学、生物化学、结构生物学、化学生物学以及细胞生物学等方法来系统地研究 WTAP/METTL3/METTL14 甲基转移酶核心复合物的分子组装机制,特别是其调控亚基WTAP蛋白与催化亚基METTL3-METTL14 之间的相互作用机制、WTAP 蛋白自身的多聚性质及其对 m6A 化学修饰的影响机制等,目前取得的主要研究成果包括:1)解析了WTAP N端的晶体结构,阐述了WTAP蛋白形成四聚的分子机制; 2)研究了WTAP多聚状态改变对核心催化亚基METTL3/METTL14招募的影响,突变为二聚的WTAP降低细胞内m6A修饰的水平,并且揭示了四聚的WTAP会与分裂期的纺锤体共定位,通过影响分裂期染色体的正确分离来影响细胞的分裂进程与分化的功能机制;3)项目组还进一步研究了m6A甲基转移酶相关复合物如ZC3H13-RBM15之间的组装机制;4)此外项目组还对耳蜗毛细胞静纤毛顶端复合物Whirlin与Gpsm2展开了结构与功能研究,解析了Gpsm2定义最高层静纤毛特征的分子机制,为未来听力损失相关患者的诊疗提供了新思路,也为在广泛的细胞过程中动态调节肌动蛋白突起的研究提供了策略。项目执行期间,已发表标注资助号的高水平SCI文章8篇,其中包括Nature Metabolism、Nature Communications、PNAS、Science Advances、J. Biol. Chem、Neurochemistry International等杂志。通过项目的培育,负责人获得了基金委优秀青年科学基金项目,培养了2名硕士毕业生,3名博士毕业生。综上,我们按照计划圆满地完成了项目的研究目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Promotion of row 1-specific tip complex condensates by Gpsm2-Gαi provides insights into row identity of the tallest stereocilia.
Gpsm2-Gαi 对第 1 行特定尖端复合物冷凝物的促进提供了对最高静纤毛的行身份的见解
DOI:10.1126/sciadv.abn4556
发表时间:2022-06-10
期刊:Science advances
影响因子:13.6
作者:
通讯作者:
5-IP7 is a GPCR messenger mediating neural control of synaptotagmin-dependent insulin exocytosis and glucose homeostasis
5-IP7 是一种 GPCR 信使,介导突触结合蛋白依赖性胰岛素胞吐作用和葡萄糖稳态的神经控制
DOI:10.1038/s42255-021-00468-7
发表时间:2021-10
期刊:Nature metabolism
影响因子:20.8
作者:Xiaozhe Zhang;Na Li;Jun Zhang;Yanshen Zhang;Xiaoli Yang;Yifan Luo;Bobo Zhang;Zhixue Xu;Zhenhua Zhu;Xiuyan Yang;Yuan Yan;Biao Lin;Shen Wang;Da Chen;Cai-Chao Ye;Yan Ding;Mingliang Lou;Qingcui Wu;Zhanfeng Hou;Keren Zhang;Ziming Liang;Anqi Wei;Bianbian Wang;C
通讯作者:C
Polarized condensates confer row identity of hair cell stereocilia.
偏振冷凝物赋予毛细胞静纤毛的行身份
DOI:10.1093/jmcb/mjac045
发表时间:2022-09-27
期刊:Journal of molecular cell biology
影响因子:5.5
作者:
通讯作者:
Crystal structure of the PDZ4 domain of MAGI2 in complex with PBM of ARMS reveals a canonical PDZ recognition mode
MAGI2的PDZ4结构域与ARMS的PBM复合物的晶体结构揭示了典型的PDZ识别模式
DOI:10.1016/j.neuint.2021.105152
发表时间:2021-08
期刊:Neurochemistry International
影响因子:4.2
作者:Zhang Yanshen;Zhong Zhiwen;Ye Jin;Wang Chao
通讯作者:Wang Chao
Double inhibition and activation mechanisms of Ephexin family RhoGEFs
Ephexin家族RhoGEF的双重抑制和激活机制
DOI:10.1073/pnas.2024465118
发表时间:2021-02-23
期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:11.1
作者:Zhang,Meng;Lin,Lin;Zhu,Jinwei
通讯作者:Zhu,Jinwei
E-cadherin介导的蛋白质复合物在表皮细胞侧膜构架及细胞极性维持中的分子机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:王朝
- 依托单位:
对神经细胞轴突起始段中支架蛋白Ankyrin-G介导的蛋白复合物的结构与功能研究
- 批准号:31670734
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:王朝
- 依托单位:
国内基金
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