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Defining mechanisms of cellular stress responses driven by heterotypic ubiquitin chains

Descrizione del progetto

Il ruolo dell’ubiquitinazione eterotipica ramificata nelle risposte allo stress cellulare

L’ubiquitinazione è una modifica enzimatica post-traslazionale per cui l’ubiquitina, una piccola proteina regolatrice, si attacca a una proteina substrato. Questo processo, che coinvolge catene di monoubiquitina o poliubiquitina, segnala risposte distinte, coinvolgendo ogni aspetto della biologia eucariotica. Dati recenti indicano che l’ubiquitina può formare catene eterotipiche ramificate. Il progetto StressHUb, finanziato dall’UE, intende definire l’ubiquitinazione ramificata come un meccanismo di segnalazione unico per attivare le risposte cellulari allo stress. I ricercatori svilupperanno nuovi strumenti e metodi, combinando proteomica quantitativa, analisi di cellule singole, biochimica e biologia strutturale per identificare gli attori molecolari coinvolti nell’ubiquitinazione ramificata. L’obiettivo finale è la caratterizzazione funzionale della segnalazione di ubiquitinazione eterotipica ramificata in risposta allo stress.

Obiettivo

Posttranslational modification of proteins with monoubiquitin or different polyubiquitin chains alter protein function to signal distinct responses in cells and thereby regulate every aspect of eukaryotic biology. Recently, ubiquitin has also been reported to form branched heterotypic chains. The central premise of this proposal is that branched ubiquitin chains adopt unique conformations and convey distinct intracellular signals essential for maintaining cellular homeostasis. We posit that branching of homotypic ubiquitin chains or de novo formation of branched structures occurs in response to specific cues and they serve as priority signals to mediate prompt cellular responses. The complex nature of branched heterotypic ubiquitin, the lack of tools to specifically and efficiently probe different branched ubiquitin structures and the relatively low abundance of these chains in a cell make it challenging to study them. In this proposal, I will describe an ambitious approach to define how branched ubiquitin serve as unique signals to elicit cellular stress responses. To attain these goals, we will pioneer the development of novel designer tools and methods, which we will combine with quantitative proteomics, single cell analyses, biochemistry and structural biology. We will elucidate the molecular players involved in the assembly, decoding and regulation of branched ubiquitin. We will develop approaches to monitor branched ubiquitin formation in cells to identify stress conditions that trigger formation of branched ubiquitin chains. We will functionally characterize how distinct branched heterotypic ubiquitin signals are formed in response to stress and serve as priority signals to trigger stress-response pathways. Our work will shed light on fundamental principles of intracellular signalling and mechanisms that maintain cellular homeostasis.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-COG - Consolidator Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-COG

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Istituzione ospitante

UNIVERSITY OF DUNDEE
Contributo netto dell'UE
€ 2 185 859,00
Indirizzo
Nethergate
DD1 4HN Dundee
Regno Unito
Regione
Scotland Eastern Scotland Angus and Dundee City
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 185 859,00

Beneficiari (1)