课题基金 / 基金详情

SMN驱动神经细胞轴突中mRNA转运核糖核蛋白形成的分子机制

批准号:
32100548
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王羚瑶
依托单位:
学科分类:
细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王羚瑶

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
脊髓性肌萎缩症(Spinal muscular atrophy,SMA)的致病原因是人基因组上编码SMN蛋白的SMN1基因缺失或突变,并伴随神经元细胞轴突中mRNA的分布异常。轴突中负责运输mRNA的核糖核蛋白复合体是由蛋白和mRNA通过“液-液分离相变”形成的无膜细胞器。我们的前期研究显示,SMN和FUS共定位在细胞质的无膜液滴中,这种共定位依赖于FUS的甲基化和SMN的寡聚。在体外实验中,SMN也能通过与甲基化FUS的多价互作促进其相变。拟运用RNA原位杂交,免疫荧光染色、免疫沉淀等实验手段,继续探讨SMN多价互作模型的普遍性,以及多价互作通过调控mRNA轴突转运和翻译,调控神经元轴突分化表型的机制。该研究有助于揭示神经细胞中mRNP相变形成的分子机制,为研究SMA的发病机理提供新的思路。
英文摘要
Spinal muscular atrophy (SMA) is caused by deletion or mutation of SMN1 gene encoding SMN protein in human genome,accompanied by abnormal distribution of mRNA in axons of neurons.The mRNA ribonucleoprotein (mRNP) responsible for the transport of mRNA in axons is a membrane-free organelle formed by the "liquid-liquid phase separation"of protein and mRNA. Our previous studies showed that SMN and Fus colocalized in membraneless droplets, which depended on the methylation of FUS and the oligomeric domain of SMN. In vitro, SMN can also promote the phase separation of methylated Fus by protein-protein multivalent interaction. We intend to use RNA in situ hybridization, immunofluorescence staining, immunoprecipitation and other experimental methods to continue to explore the universality of the multivalent interaction model of SMN, and the mechanism of multivalent interaction regulating neuronal axon differentiation phenotype through regulating mRNA axon transport and translationThis study will help to reveal the molecular mechanism of mRNP phase separation in neuron cells, and provide new ideas for the study of the pathogenesis of SMA.
这项研究集中探讨了脊髓性肌萎缩症治疗的潜在机制,特别是在核糖核蛋白复合物通过液-液相分离调控神经元功能中的作用。研究发现,精氨酸的不对称二甲基化能为多价Tudor结构域蛋白(如SMN)创造额外的结合位点,进而降低核酸结合蛋白(如FUS)的相分离阈值。FUS的低甲基化或SMN基因敲除会干扰轴突中神经颗粒的形成与运输,从而导致神经缺陷。值得注意的是,在SMN蛋白敲低的情况下,稳定的SMN Δ7形式不能有效缓解因SMN缺失所引发的神经功能障碍。此外,将SMNΔ7与外源性寡聚蛋白融合足以恢复由SMN缺失引起的轴突长度缺陷。这些发现强调了多价相互作用在脊髓型肌萎缩症治疗中的重要性,并暗示了相分离机制对神经退行性疾病中神经可塑性的潜在影响,为疾病的治疗策略提供了新的视角。
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