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PAINT非经典翻译途径和primordazine对该途径的抑制机理

批准号:
32070832
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
Youngnam Jin
依托单位:
学科分类:
生殖细胞及性别决定
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
Youngnam Jin

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
原始生殖细胞(PGCs)是生殖细胞的前体,其功能异常会导致不育或生殖细胞肿瘤等疾病。PGCs的形成早于母本到合子的转换时期,因此其产生和维持依赖于短poly(A)尾的母源mRNA的翻译。这些mRNA是如何有效的被翻译的一直是发育生物学上的难题。我们前期的研究在斑马鱼早期胚胎中首次发现了不依赖poly(A)尾的非经典翻译途径PAINT,同时还筛选出特异性抑制PAINT翻译途径但是不影响经典翻译途径的小分子抑制剂primordazine,在处理后的斑马鱼胚胎中能够造成PGCs的缺失。Primordazine的翻译抑制作用依赖于部分特定mRNA中脱去腺苷的3’UTR应答序列(PRE)。在本项目中,我们将从不同角度深入研究PAINT和primordazine的分子机制。该项研究不仅能让我们深入理解基础科学中的一类新发现的生物途径,还可以为例如生殖细胞瘤和不孕不育等相关疾病的治疗提供新思路。
英文摘要
PGCs are precursor germ cells of which dysfunction results in detrimental consequences such as infertility and germ cell tumors. PGCs form with a supply of maternal mRNAs that contain shorter poly(A)-tails before embryos start transcription. How such mRNAs are selectively translated without the benefit of poly(A) tails remains unknown. Our previous study discovered Poly(A)-tail Independent Non-canonical Translation, PAINT, during early embryogenesis, and identified a small molecule primordazine that inhibits only PAINT without affecting canonical translation, leading to PGC loss. Primordazine’s underlying mechanism of action is translational repression mediated by deadenylated PRE-containing 3’UTRs of a specific subgroup of genes. In this project, we propose to elucidate the molecular mechanisms of PAINT process and primordazine’s action on PAINT inhibition. Successful fulfillment of this proposed study will not only provide significant insight into this newly discovered novel biological process, but also may deliver new therapeutic strategies for diseases or critical health conditions such as germ cell tumors and infertility.
PGC (原始生殖细胞)对生物发育至关重要,其功能障碍可能导致不孕症和生殖细胞肿瘤。原始生殖细胞在自身基因组表达启动之前,依赖于具有短 poly(A) 尾巴的母体 mRNA的PAINT非经典翻译途径,但这些 mRNA 的选择性翻译机制仍不明确。本项目建立了在核糖体蛋白基因RPL36 和 RPS17敲入TSII 标签的的 KI 斑马鱼系,从而实现了核糖体组分的精准下拉,结合质谱分析解析了斑马鱼早期胚胎中的核糖体结合蛋白组。通过核糖体复合体测序(RCP-seq)分析表明,我们系统分析了普莫达嗪处理的斑马鱼胚胎,证实了普莫达嗪选择性地抑制了特定翻译过程,尤其是在母源-合子转变时期,这一过程对原始生殖细胞的发育具有重要影响。.为了深入识别普莫哒嗪的靶蛋白并揭示其作用机制,我们开发了一种新型的小分子靶标识别技术 POST-IT(一种基于临近标记技术的小分子靶标识别技术)。该技术基于邻近标记原理,通过引入具有特殊标签的小分子标记结合靶蛋白,从而能够高效捕获并识别小分子与其结合的靶标。POST-IT 技术的关键优势在于其高灵敏度和高度特异性,能够在复杂的生物体系中准确识别与小分子相互作用的蛋白质。POST-IT 成功识别了已知靶标,并发现了达沙替尼的新型结合剂 SEPHS2,以及羟氯喹 (HCQ) 的新靶标 VPS37C,展示了POST-IT在小分子药物靶标发现中的巨大潜力。.本项目建立了研究早期胚胎发生的关键工具,包括 KI 斑马鱼系和识别普莫哒嗪靶点的临近标记技术,从多个层面揭示了PAINT非经典翻译途径在胚胎发育过程中的重要作用,为干预该翻译途径所介导的生物学过程提供了思路和策略。
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