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Surveillance of Translation: From Molecular Mechanisms to Roles in Disease

Projektbeschreibung

Verstehen, wie die ribosomenassoziierte Qualitätskontrolle vor Neurodegeneration schützt

Die Proteostase reguliert die Proteinfunktion. Ihre Störung kann zu einer abnormalen Proteinansammlung in Neuronen führen, die mit neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung steht. Das ERC-finanzierte Projekte SuTra soll erforschen, wie die ribosomenassoziierte Qualitätskontrolle (RQC) die Proteostase aufrechterhält und vor Neurodegeneration schützt. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie unvollständige Proteine von blockierten Ribosomen gezielt abgebaut werden, insbesondere durch die Wirkung von Listerin/Ltn1 und NEMF. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Ala-Schwanz zwar anfänglich vor Neurodegeneration bei Ltn1-mutierten Mäusen schützt, nicht abgebaute Proteine sich jedoch ansammeln und zur Erkrankung beitragen können. Das Projekt wird Zellmodelle und Methoden entwickeln, um die Rolle der RQC bei zellulären Funktionsstörungen zu untersuchen, die durch krankheitsbedingte Mutationen verursacht werden. Diese Erkenntnisse werden entscheidend sein, um die Auswirkungen der RQC auf Neurodegenerationen zu verstehen und gezielte Therapien zu entwickeln.

Ziel

Proteostasis is a dynamic network integrating protein biogenesis, folding, trafficking, and degradation to build a functional proteome. Disrupted proteostasis resulting the accumulation and aggregation of aberrant proteins in neurons is a hallmark of neurodegenerative diseases. This project’s overall goal is to uncover molecular mechanisms that maintain proteostasis and protect against neurodegeneration, by taking a fresh look at these processes through the lens of Ribosome-associated Quality Control (RQC), a fundamental translational surveillance mechanism whose defect causes neurodegeneration. RQC targets incomplete proteins produced by stalled ribosomes for proteolysis through two pathways mediated by factors associated with the large (60S) subunit: the E3 ubiquitin ligase, Listerin/Ltn1, and NEMF, which tags the nascent-chains with polyAla-tails that act as degrons sensed by other E3 ligases. Our preliminary data uncover that Ala-tailing modifies neurodegeneration in Ltn1-mutant mice: while Ala-tailing provides initial protection against loss of Ltn1 function, Ala-tailed proteins that evade degradation eventually accumulate and aggregate, contributing to the disease. We will create mammalian cell models, develop methods to study endogenous RQC, and use state-of-the-art biochemical and functional approaches, to: elucidate how Ala-tailed protein accumulation contributes to cellular dysfunction and toxicity (Aim 1), investigate the role of RQC in proteostasis dysfunction and cytotoxicity caused by disease-associated gene mutations (Aim 2), and uncover novel factors that sense ribosomal stalling (Aim 3). The results will lay the foundation for understanding how defects in RQC cause neuronal dysfunction, whether RQC plays a broader role in human disease, and why neurons are especially susceptible to RQC defects. These insights will provide critical molecular understanding of proteostasis and disease, which is essential for developing new target-based therapies.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-ADG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITAET HEIDELBERG
Netto-EU-Beitrag
€ 2 499 925,00
Adresse
SEMINARSTRASSE 2
69117 Heidelberg
Deutschland
Region
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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