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Novel Integrated Approach for Assembly Analysis of Intrinsically Disordered Proteins at High Resolution

Projektbeschreibung

Hochauflösende Analyse der Proteinaggregation

In pathologischen Situationen können sich Proteine falsch falten und Aggregate bilden, die Zellfunktionen stören und Krankheiten verursachen. Die Aggregation von Alpha-Synuclein (αSyn) ist ein Kennzeichen der Parkinson-Krankheit, und seine Ablagerung in Lewy-Körpern führt zu neuronaler Dysfunktion. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass αSyn einer Flüssig-Flüssig-Phasentrennung unterliegt, einem reversiblen Prozess, bei dem sich die Proteinlösung in eine dichte und eine verdünnte Phase trennt. Hohe Konzentrationen in der dichten Phase fördern die Aggregation von αSyn zu Amyloidfibrillen. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird im Projekt IDP Assembly eine innovative Methode zur Analyse der αSyn-Aggregation mit hoher Auflösung entwickelt, um den Weg für neue Behandlungen zu ebnen.

Ziel

Protein aggregation hallmarks several neurodegenerative diseases, including Alzheimer's and Parkinson's. In Parkinson's, aggregation of the intrinsically disordered protein (IDP) alpha-synuclein (Syn) leads to its intracellular deposition into Lewy bodies, which causes neuronal dysfunction. Recently it was discovered that Syn can undergo liquid-liquid phase separation (LLPS), whereby a protein solution spontaneously separates into a dense and a dilute phase. This process is initially reversible, but the high concentrations of the dense phase strongly favor the aggregation of Syn into amyloid fibrils. Structural characterization of the transient Syn conformations during LLPS and amyloid formation is therefore crucial for understanding the disease pathology on the molecular level. This project aims to develop a novel experimental concept for the high-resolution conformational analysis of Syn assembly and aggregation using scanning mutagenesis combined with cutting-edge high-throughput biophysical techniques and computational analysis. The core idea is to apply multiple biophysical assays to quantify the effects of hundreds of Syn mutations on the kinetics and thermodynamics of LLPS and amyloid formation. The resulting multidimensional experimental datasets will be processed within the phi-value analysis framework originally derived for protein folding and combined with molecular dynamics simulations. The integrated methodology will allow gaining important structural and mechanistic insights into the early-aggregation events of Syn at a single amino acid level of resolution. The project includes extensive training to enhance my scientific skills in modern experimental and computational methods. The proposed strategy is widely applicable to other IDP systems that can undergo LLPS and aggregation and paves the way for the design of rational and precisely tailored intervention strategies against the diseases associated with these phenomena.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Koordinator

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Netto-EU-Beitrag
€ 214 934,40
Adresse
ANKER ENGELUNDS VEJ 101
2800 Kongens Lyngby
Dänemark
Region
Danmark Hovedstaden Københavns omegn
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten