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High-throughput discovery of degrons encoded by posttranslational modifications

Description du projet

Un aperçu de la dégradation des protéines dans les cellules

L’homéostasie cellulaire nécessite un renouvellement constant des protéines. Le système ubiquitine-protéasome, qui marque les protéines indésirables pour les détruire, est l’un des principaux systèmes de contrôle. Ce marquage est effectué par des enzymes spéciales appelées ubiquitines ligases E3, qui reconnaissent des séquences spécifiques sur les protéines appelées dégrons. Cependant, un grand nombre de ces dégrons, en particulier ceux créés par des modifications post-traductionnelles, sont encore inconnus. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet Degron Miner développera une plateforme à haut débit pour l’identification des dégrons et des ligases E3 qui leur sont associées. En utilisant une vaste bibliothèque de peptides, les chercheurs espèrent trouver les marqueurs qui aident à décomposer les protéines cibles à l’intérieur des cellules vivantes. Les résultats du projet devraient améliorer notre compréhension de la dégradation des protéines dans la santé et la maladie.

Objectif

The proteins of a cell are constantly turned over to adapt to changing environments or to eliminate damaged protein species. 80% of protein degradation is mediated via the ubiquitin-proteasome system (UPS). Specificity of the UPS is conveyed by E3 ubiquitin ligases (E3s), which transfer ubiquitin chains onto substrates to mark them for proteasomal degradation. E3s recognize their substrates via motifs termed degrons. Identifying degrons of all E3s would boost our understanding of proteostasis and would help designing pharmacologic strategies to modulate E3 activity. However, the “degron logic” of most of the >600 E3s encoded in the human genome remains elusive. This gap in our understanding of E3-degron relationships is related to the fact that degrons can be encoded by chemical modifications/posttranslational modifications (PTMs), which are not amenable to previously developed high-throughput degron discovery approaches via functional genomics.
Here, we propose the Degron Miner platform as a high-throughput approach to systematically investigate the impact of PTMs on target protein stability. To this end, we will generate a 9000-member DegTag library consisting of modified peptides linked to a ligand that binds a nano-luciferase-tagged target protein. This library can be screened in a high-throughput fashion in live cells to select DegTags that efficiently degrade the target protein. To unravel the underlying mechanism and match E3s to the identified PTM-degron, I will employ FACS-based CRISPR/Cas9-KO screens and proteomics-based interactomics approaches. Further, I will leverage the identified PTM-degrons in chemical biology and FACS-based CRISPR/Cas9-KO screens to identify the endogenous substrates of E3s and the mechanisms leading to PTM deposition.
Ultimately, the Degron Miner platform will deorphanize E3-substrate relationships and biological pathways involved in the regulation of protein degradation and will additionally provide tools to modulate E3s.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

CEMM - FORSCHUNGSZENTRUM FUER MOLEKULARE MEDIZIN GMBH
Contribution nette de l'UE
€ 230 184,72
Adresse
LAZARETTGASSE 14 AKH BT 25.3
1090 Wien
Autriche
Région
Ostösterreich Wien Wien
Type d’activité
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Liens
Coût total
Aucune donnée