造血干细胞的蛋白翻译调控及其与低氧应激关联的研究

基本信息
批准号:81670094
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:孙晓建
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张元亮,陈漪,金怡,谢银银,余山河,张凡,刘丹,孙洁文
关键词:
低氧蛋白翻译斑马鱼造血干细胞氨酰tRNA合成酶
结项摘要

Hematopoietic stem cells (HSCs) are capable of self-renewal and multi-potent differentiation, and thereby forming the basis on which the entire hematopoietic system is established. Genetic mutations accumulated in HSCs result in many hematopoietic diseases. Recent studies revealed that mutations of some genes responsible for protein translation are highly associated with hematopoietic diseases, suggesting that protein translation plays an important role in HSC development and function, although the underlying mechanism is poorly understood. Through a mutagenetic screening, we obtained a mutant zebrafish line with defective HSC development, and identified the mutated gene encodes an aminoacyl tRNA synthetase. This family of enzymes control the first step of protein translation, and play an important role in regulation of the entire process. Out preliminary study also revealed that this phenotype of the zebrafish is affected by the hypoxic regulatory genes. Based on these findings, we plan to study the role of protein translational regulation in HSC development and malignant transformation, as well as its connection with hypoxic environment, with approaches at the levels of model organism, cell biology and biochemistry. Furthermore, we will also use our system of in vivo cell tracing and in vitro culturing mouse HSCs, to apply the hereby identified mechanism to the purpose of HSC expansion and reprogramming. Thus, these studies should provide new insights into the mechanism of HSC development and malignant transformation, as well as a new angle for realizing HSC expansion and reprogramming.

造血干细胞(HSC)具有自我更新和多潜能分化能力,是建立整个造血系统的基础。HSC积累的遗传变异可导致多种血液疾病。最近的研究发现,一些负责蛋白翻译的基因突变与血液疾病密切相关,提示蛋白翻译对HSC发育和功能有重要作用,但这方面的机制研究较少。我们通诱变筛选获得一个HSC发育缺陷的斑马鱼系,其致病基因编码一个氨酰-tRNA合成酶。这类酶控制蛋白翻译的第一步,对整个蛋白翻译过程具有重要调控作用。我们的初步研究还发现该斑马鱼的表型受到低氧调控基因的影响。基于这些发现,本项目将从模式生物、细胞生物学和生物化学水平,解析蛋白翻译在HSC发育和恶性转化中的作用,并研究蛋白翻译和低氧环境之间的内在联系。另外,我们还将利用我们建立的小鼠HSC体内示踪和体外培养模型,研究这些分子机制在HSC扩增和重编程方面的应用。这些研究可望揭示HSC发育和恶性转化的新的分子机制,并为实现HSC扩增和重编程提供新的视角。

项目摘要

氨酰-tRNA合成酶控制蛋白翻译的第一步,对整个蛋白翻译过程具有重要调控作用。本项目基于我们诱变筛选得到的苏氨酰-tRNA合成酶(tars)突变的斑马鱼株,对其表型和调控机制进行深入研究,并聚焦于解析蛋白翻译调控与多种应激信号通路的关系。值得注意的是,生命体能够对多种刺激产生反应,是因为细胞内存在感受这些刺激的多种应激信号通路;然而,很多信号通路是互相交叉甚至重叠的,这种情况对研究造成了很大的困难,使人们很难厘清不同信号通路对某一生物学现象的贡献,也不能充分理解细胞/个体如何区分如此多种刺激类型。在本项目中,我们对多种基因型的斑马鱼胚胎进行了系统的RNA-seq分析以及表型挽救实验,表明氨基酸反应(AAR)信号通路的激活在tars突变导致的斑马鱼表型中起关键作用,这一工作也使我们建立了一种系统分析多种应激信号通路的思路和方法。作为进一步的延伸,我们还发现了基础的表观遗传调控机制与这些应激调控之间的关联。通过跨物种比较,我们解析了组蛋白甲基转移酶Setd2介导的表观遗传调控机制在发育应激和生物进化中的作用,从而回答了表观遗传学领域的关键科学问题。综上所述,这些研究结果揭示了蛋白翻译调控相关的多种应激信号通路虽然密切偶联,但可以通过系统的比较分析方法对它们的关系进行解析,这一策略对于理解发育和疾病中的应激调控机制以及疾病的诊疗策略等都具有一定的应用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

An alternative conformation of human TrpRS suggests a role of zinc in activating non-enzymatic function

An alternative conformation of human TrpRS suggests a role of zinc in activating non-enzymatic function

DOI:10.1080/15476286.2017.1377868.
发表时间:2017
2

2016年夏秋季南极布兰斯菲尔德海峡威氏棘冰鱼脂肪酸组成及其食性指示研究

2016年夏秋季南极布兰斯菲尔德海峡威氏棘冰鱼脂肪酸组成及其食性指示研究

DOI:10.13679/j.jdyj.20190001
发表时间:2020
3

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190411-143
发表时间:2020
4

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

DOI:
发表时间:2021
5

内质网应激在抗肿瘤治疗中的作用及研究进展

内质网应激在抗肿瘤治疗中的作用及研究进展

DOI:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.12.004
发表时间:2021

相似国自然基金

1

GPX4蛋白翻译后修饰与男性不育的关联性及其对精子功能调控的研究

批准号:81701508
批准年份:2017
负责人:周涛
学科分类:H0405
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

膜结合血红蛋白在日本沼虾低氧应激中的作用及其调控机制

批准号:31402280
批准年份:2014
负责人:孙盛明
学科分类:C1901
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

新型低氧诱导蛋白WSB-1翻译后调控骨肉瘤化疗敏感性研究

批准号:81373440
批准年份:2013
负责人:丁玲
学科分类:H3505
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
4

抑癌作用基因PTPRD抑制低氧应激反应及其调控机制的研究

批准号:81201552
批准年份:2012
负责人:胡东
学科分类:H1807
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目