线虫皮肤损伤快速修复突变体dapk-1, isp-1的损伤特异性时序转录研究

批准号:
31701271
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
周京花
依托单位:
学科分类:
C1204.组织器官发育及体外构建
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
孟曦男、付宏颖、周恒达、葛大鹏
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中文摘要
皮肤损伤修复是一个复杂多变的生物学过程,目前很难人为的干预皮肤损伤修复进程,尤其是慢性不愈伤口的修复,因此找到皮肤创伤快速修复的关键基因非常必要。我们前期研究提示秀丽隐杆线虫表皮损伤修复存在转录水平的变化。本课题将利用皮肤创伤愈合速度快的dapk-1和isp-1突变体和野生型线虫,通过RNA测序及数据分析技术,明确突变体与野生型线虫基因组转录水平的差异,找到参与创伤快速修复的功能基因并阐明其可能存在的信号通路。利用线虫通体透明的特性,通过CRISP-Cas9基因编辑技术,建立带有荧光标记的功能基因的单拷贝突变体的线虫,结合活体显微成像技术,动态观察创伤快速修复功能蛋白的时空表达过程。利用遗传学、分子生物学和细胞成像,阐明表皮创伤修复过程中关键蛋白发挥其生物学功能的分子机理。本研究的开展将有助于加深对皮肤损伤修复机制的理解,为创伤不愈的临床治疗提供理论参考。
英文摘要
Wound healing is one of the most complicated biological processes that difficult to treatment, especially in chronic ulcers. Therefore, it is important to find out the key molecules which are required and sufficient for skin wound repair. Our lab is pioneering in using Caenorhabditis elegans as a model system to study the skin wound repair. We previous have found wounding triggers transcriptional regulation of innate immune responses genes, however, the transcriptome regulation of specific wound repair genes is not clear. Here, I propose to investigate the wound transcriptome regulation in C. elegans skin. One of the benefits for C. elegans is its powerful genetics. Previously, we found many faster wound closure mutants during genetic screen, including dapk-1(ju4) and isp-1(qm150). However, the key molecules that essential for faster wound repair are not known. So, I will investigate the key wound repair molecules by comparing the gene transcription in these mutants with wild-type animals after wounding through RNA sequencing approach. I will further investigate the functions these molecules, genetically dissect the molecular dynamics, and build the molecular network during wound healing by combining the techniques widely used in C. elegans, such as genetics, CRISPR-Cas9 genome editing, fluorescence protein endogenous tagging, transgenic and live multi-dimensional microimaging. Results from these studies will not only elucidate mechanisms of wound repair, and may provide novel therapies for chronic wound healing pathologies in the diabetic and aging population.
皮肤创伤修复是一个非常重要而且复杂的生物过程,创伤修复过程受时间和空间的精确调控,研究皮肤的创伤修复具有重要的生物学和临床意义。本项目采用成年秀丽隐杆线虫作为研究模型,利用单线虫转录组文库构建技术、基因编辑技术、遗传杂交技术、活体实时荧光成像等技术手段,研究了秀丽线虫在创伤修复过程中功能基因的调控机制。本项目成功构建了线虫在创伤修复过程中10个时间点的转录组文库,通过一系列生物信息学分析发现,膜相关蛋白、线粒体、胶原蛋白相关蛋白和抗菌肽相关蛋白在线虫创伤修复过程发挥重要作用;进一步分析膜相关蛋白在线虫创伤修复中的作用机制,发现蛋白质SYX-2和EFF-1能快速响应线虫的创伤修复过程,并在ESCRT和肌动蛋白的帮助下聚集在伤口处,协同完成细胞膜的创伤修复;进一步研究发现线粒体能快速应激创伤,主要表现为线粒体快速发生片段化,片段化过程不依赖于传统的线粒体分裂蛋白DRP-1调控,而是需要线粒体转运蛋白MIRO-1协助完成,组织特异性敲降Mfn1/2(线虫fzo-1基因)能诱发线粒体片段化则加速伤口愈合;本项目研究发现细胞膜创伤修复是多因子共同参与的复杂生物学过程,调控某些因子能快速诱导伤口愈合,同时也为创伤修复研究提供了个体水平上系统的创伤修复过程中基因组转录调控的数据库,以上研究都为后续对创伤不愈的临床治疗提供了基础的理论依据。
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
Actin Polymerization and ESCRT Trigger Recruitment of the Fusogens Syntaxin-2 and EFF-1 to Promote Membrane Repair in C. elegans
肌动蛋白聚合和 ESCRT 触发 Fusogens Syntaxin-2 和 EFF-1 的募集,以促进线虫的膜修复
DOI:10.1016/j.devcel.2020.06.027
发表时间:2020-09-14
期刊:DEVELOPMENTAL CELL
影响因子:11.8
作者:Meng, Xinan;Yang, Qingxian;Xu, Suhong
通讯作者:Xu, Suhong
Wounding triggers MIRO-1 dependent mitochondrial fragmentation that accelerates epidermal wound closure through oxidative signaling
受伤会触发 MIRO-1 依赖性线粒体断裂,通过氧化信号加速表皮伤口闭合。
DOI:10.1038/s41467-020-14885-x
发表时间:2020-02-26
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Fu, Hongying;Zhou, Hengda;Xu, Suhong
通讯作者:Xu, Suhong
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