Control of cellular resource allocation across biological scales in microorganisms
Control of cellular resource allocation across biological scales in microorganisms
批准号:
10415026
负责人:
Suckjoon Jun
金额:
$39.5万
依托单位国家:
美国
项目类别:
财政年份:
2021
资助国家:
美国
项目状态:
未结题
起止时间:
2021-07-01 至 2026-04-30
关键词:
Amino AcidsBacillus subtilisBacteriaBiologicalBirthCell AgingCell CycleCell SizeCellsCellular biologyCommunitiesDevelopmentDiseaseEnsureEquilibriumEscherichia coliFeedbackGene ExpressionGene ProteinsGoalsGrowthHomeostasisKnowledgeMalignant NeoplasmsMicrobial PhysiologyModelingNatureNormal CellOrganellesPhysiologicalPhysiological ProcessesPhysiologyProductionProteinsRegulationReplication InitiationResearchResource AllocationResourcesTechnologyWorkbaseinterdisciplinary approachmicroorganismnew technologyprogramssuccess
中文摘要
项目摘要
动态平衡是所有细胞生理控制的基本特征。在过去的fiVe年里,一个新的
我们共同发现的动态平衡原理正在改变我们对细胞大小控制的看法。这个原则,
被称为“加法器”,规定细胞在出生和分裂之间增加fi固定大小,而不考虑细胞大小在
出生。因此,加法器原理由于其被动的性质而有别于许多生物控制,因为
类似加法器的单元在以下情况下不使用任何明显的大小感知或反馈机制来触发除法
它们达到了fiX的临界大小。拟议的计划是我们在细胞大小控制方面成功的延伸
研究以了解更广泛的生理控制类别。
首先,我们将研究生理过程的精确性和稳健性的机制。
我们将重点关注细菌中的复制启动,因为它可以作为一个易于处理的模型来解决这些长期的
长期存在的问题。生理控制的另一个重要方面是细胞如何将其资源分配给
成长。目前基于大肠杆菌的范例是,细胞平衡氨基酸的供需,以
在所有增长条件下最大限度地提高增长率。这些模型很重要,因为它们已经能够
为了解释细胞能量的产生与蛋白质的产生之间的Tradeoff
癌症。然而,我们已经在枯草杆菌中获得了直接挑战以大肠杆菌为中心的实验结果。
增长控制的观点。因此,我们将寻求更一般的蜂窝资源分配原则
包括大肠杆菌和枯草杆菌,理想情况下超越细菌。最后,我们将扩展我们以前的工作
关于细胞大小的控制,以研究细胞如何在蛋白质和细胞器
不对称的分割,这在遗传和细胞老化的背景下很重要。
这些问题需要从生理学到新技术开发的多学科方法。
为此,我们将与在其研究fi领域处于领先地位的合作者合作。此外,在一段时间内,
十年来,我们一直在做出重大的ff努力,向研究界普及技术。我们预计
从我们提议的研究中产生的知识和技术将开启令人兴奋的新
为生理学和细胞生物学的其他重要发现提供研究途径和便利。
英文摘要
Project Summary
Homeostasis is a fundamental feature of physiological control in all cells. In the past five years, a new
homeostatic principle co-discovered by us has been changing our view of cell-size control. This principle,
known as the “adder”, states that cells add fixed size between birth and division irrespective of the cell size at
birth. The adder principle is therefore distinct from many biological controls due to its passive nature, as the
adder-like cells do not employ any apparent size sensing or feedback mechanisms to trigger division when
they reach a fixed critical size. The proposed program is an extension of our success in cell-size control
research to understand a broader class of physiological controls.
First, we will study the mechanisms responsible for the precision and robustness of physiological processes.
We will focus on replication initiation in bacteria as it can serve as a tractable model to solve these long-
standing problems. Another important aspect of physiological control is how cells allocate their resources to
growth. The current paradigm based on E. coli is that cells balance supply and demand of amino acids to
maximize growth rate under all growth conditions. These models are important because they have been able
to explain the tradeoff between production of cellular energy vs. production of proteins that is pertinent to
cancer. However, we have obtained experimental results in B. subtilis that directly challenged this E. coli centric
view of growth control. We will thus seek more general principles of cellular resource allocation that
encompass both E. coli and B. subtilis, and ideally beyond bacteria. Finally, we will extend our previous work
on cell-size control to investigate how cells ensure physiological equilibrium when proteins and organelles
partition asymmetrically, which is important in the context of inheritance and cellular aging.
These questions require multidisciplinary approaches from physiology to development of novel technologies.
To this end, we will work with collaborators who are leaders in their research fields. Furthermore, over a
decade we have been making major efforts to democratize technologies to the research community. We expect
the knowledge and technology that will be generated from our proposed research to open exciting new
research avenues and facilitate other important discoveries in physiology and cell biology.
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专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Control of cellular resource allocation across biological scales in microorganisms
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批准号:10582366
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项目类别:
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资助金额:$19.01万
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财政年份:2021
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负责人:Suckjoon Jun
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依托单位:
Control of cellular resource allocation across biological scales in microorganisms
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批准号:10617797
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项目类别:
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资助金额:$39.5万
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财政年份:2021
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负责人:Suckjoon Jun
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依托单位:
Control of cellular resource allocation across biological scales in microorganisms
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批准号:10810132
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项目类别:
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资助金额:$1.49万
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财政年份:2021
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负责人:Suckjoon Jun
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依托单位:
Quantitative studies of cell size control and homeostasis in bacteria
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批准号:9897538
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项目类别:
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资助金额:$32.94万
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财政年份:2016
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负责人:Suckjoon Jun
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依托单位:
国内基金
海外基金
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基于Bacillus subtilis 细胞传感器介导的肠道环境中结直肠癌相关生物标志物的动态检测策略
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批准号:82372355
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项目类别:面上项目
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资助金额:48万元
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批准年份:2023
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负责人:王永忠
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依托单位:
枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis T5高效制备纳米硒及其合成机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2023
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负责人:
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依托单位:
CRISPR/CasΦ介导的Bacillus subtilis基因组精简重排进化与生理机制解析
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批准号:32300064
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2023
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负责人:武耀康
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依托单位:
基于萌发受体GerA的Bacillus subtilis芽孢萌发信号传导机制研究
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批准号:32001658
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:饶雷
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依托单位:
菌株Bacillus subtilis GW-01跨膜运输β-氯氰菊酯的特性研究
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批准号:31801644
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2018
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负责人:赵甲元
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依托单位:
Bacillus subtilis芽孢合成期乙偶姻合成代谢流重排研究
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批准号:31500065
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2015
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负责人:张显
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依托单位:
土壤活性颗粒与信号分子CSF的互作及其对Bacillus subtilis自然转化的影响
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批准号:41571230
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2015
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负责人:黄巧云
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依托单位:
Bacillus subtilis双精氨酸转运系统中信号肽定向识别的分子机制
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批准号:31400058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2014
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负责人:崔文璟
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依托单位:
基于迭代饱和突变技术的Bacillus subtilis LipA手性识别机制研究
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批准号:21106064
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2011
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负责人:江凌
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依托单位: