Descripción del proyecto
Métodos genéticos que desvelan la relevancia funcional de la fosforilación de proteínas eucariotas
La fosforilación de proteínas es una modificación postraduccional importante y generalizada que modula la función de las proteínas a través de diversos mecanismos. La identificación de los fosfositios o lugares de fosforilación de las proteínas es vital para comprender las múltiples funciones de la fosforilación. Sin embargo, los fosfositios pueden divergir rápidamente durante la evolución, y muchos de ellos pueden carecer de función biológica en las especies existentes, lo cual dificulta aún más una tarea tan complicada. El equipo del proyecto PhosFunc, financiado poro el Consejo Europeo de Investigación, desarrollará métodos genéticos para estudiar la relevancia funcional de la fosforilación en el sistema modelo de la levadura «Saccharomyces cerevisiae». Los resultados experimentales se utilizarán para entrenar un clasificador que prediga las consecuencias de las mutaciones naturales que con mayor probabilidad alteren los fosfositios.
Objetivo
Cells have evolved intricate systems to sense environmental changes and an initial response to such cues is often driven by post-translational modifications (PTMs) of proteins. Protein phosphorylation is an abundant PTM that modulates protein function via diverse mechanisms. Improvements in mass-spectrometry are unveiling a complex world of PTM regulation with thousands of phosphosites routinely identified per study. We and others have recently shown that phosphosites can diverge quickly during evolution and that a significant fraction may have no biological role in extant species. Identifying functionally relevant phosphosites is therefore a major challenge in cell-signaling. In the past, gene knock-out libraries and genetic methods have been instrumental in dissecting gene-function in a systematic manner. Here, we aim to develop genetic approaches to study the functional relevance of phosphorylation in S. cerevisiae. Phosphoproteomic datasets for 18 ascomycota fungal species will be used to reconstruct the evolutionary history of phosphorylation events in these species. S. cerevisiae sites will then be grouped according to age and predicted function (e.g. regulation of interactions, activities, etc) and a subset will be selected for mutagenesis. A library of non-phosphorylatable point mutants will be created and used to measure fitness under different stress conditions. These will reveal the functional importance, pleiotropy and relevant pathways of the selected phosphosites. The age, functional groupings and the genetic information will allow us to train predictors of the conditional fitness of phosphosites at proteome-wide level. Lastly, we will study the importance of evolutionary changes in phospho-regulation in natural populations of yeast. Mutations that likely disrupt phosphosites will be identified from the genomes of natural isolates and the consequences of these mutations will be predicted based on the trained classifier.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
69117 Heidelberg
Alemania