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Mechanisms of human co-translational quality control and it’s role in neural tissue.

Description du projet

Explorer les mécanismes de contrôle de la qualité associé aux ribosomes et leur rôle dans la neurodégénérescence

Le contrôle de la qualité associé aux ribosomes (RQC pour «ribosome-associated quality control») est un mécanisme de défense qui dégrade les chaînes de protéines incomplètes afin d’éviter leur libération et les dommages cellulaires. Ce phénomène se produit par le biais du processus de queue CAT, par lequel les résidus carboxyl-terminaux d’alanine et de thréonine (CAT) s’attachent aux chaînes de protéines incomplètes, les marquant pour la dégradation. Les mutations des composants du RQC sont liées à des troubles neurodégénératifs, tandis qu’un RQC inadéquat entraîne un dysfonctionnement progressif de la protéostase. Pour mieux comprendre ce processus chez l’homme, le projet NeuroQuality, financé par le CER, vise à étudier les mécanismes des composants du RQC et le rôle de leurs mutations dans le système humain à l’aide d’études in vivo combinées à la cryomicroscopie électronique.

Objectif

Ribosome-associated quality control (RQC) is crucial for degrading truncated nascent proteins produced on aberrant mRNAs. This is done by elongation of the nascent chain on the large ribosomal subunit in the absence of mRNA and the small ribosomal subunit (CAT tailing) and by marking the nascent chain for degradation. Mutations in RQC components cause neurodegeneration both in animal models and human patients. Moreover, RQC insufficiency and subsequent protein aggregation critically contribute to proteostasis impairment and systemic decline during ageing. Strikingly, we lack mechanistic understanding of this crucial process in humans.
This project stems from my post-doctoral research, in which I have solved the structure of the yeast RQC complex and discovered a novel RQC factor, the eIF5A. This conserved protein is critical in yeast RQC and was recently implicated in brain development and Huntington's disease. Moreover, I have developed a human cell-free translation extract, which enables structural studies of co-translational processes in the human system. In the proposed research, we will provide mechanistic understanding of CAT tailing and nascent chain degradation in human RQC using cryo-EM. We will define working principles of RQC components and the mechanisms by which their disease-causing mutations specifically affect neurons in vivo using the C. elegans as a model organism.
Our approach utilizes a multidisciplinary approach to provide detailed mechanistic understanding of the critical RQC system in combination with an in vivo study to reveal processes leading to RQC-driven pathological changes in neural tissue. Since the RQC pathway is conserved in all kingdoms of life and serves a pivotal role in protein homeostasis with critical implications for neurodegenerative disorders and ageing, our findings will have important implications for human health and the potential to reveal novel drug targets.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

Masarykova univerzita
Contribution nette de l'UE
€ 1 400 000,00
Adresse
Zerotinovo namesti 9
601 77 Brno
Tchéquie
Région
Česko Jihovýchod Jihomoravský kraj
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 400 000,00

Bénéficiaires (2)