Opis projektu
Analizy molekularne procesu powstawania rzęsek na powierzchni komórek
Rzęski to niewielkie wypustki na powierzchni określonych komórek, między innymi nabłonka dróg oddechowych, które odgrywają znaczącą rolę w procesach ruchu, odczuwania i sygnalizowania. Niewłaściwe działanie rzęsek powoduje szereg chorób zwanych ciliopatiami. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu CiliaTubulinCode pragnie zrozumieć, w jaki sposób rzęski powstają z mikrotubul, które stanowią zachowaną część cytoszkieletu komórki. Praca badaczy skupia się na modyfikacjach potranslacyjnych oraz izotypach tubuliny – białka, które stanowi element składowy mikrotubul. Naukowcy weryfikują hipotezę, według której to tak zwany kod tubulinowy odpowiada za powstawanie rzęsek i wpływa na ich właściwości oraz funkcje.
Cel
This project aims at understanding of the role of the tubulin code for self-organization of complex microtubule based structures. Cilia turn out to be the ideal structures for the proposed research.
A cilium is a sophisticated cellular machine that self-organizes from many protein complexes. It plays motility, sensory, and signaling roles in most eukaryotic cells, and its malfunction causes pathologies. The assembly of the cilium requires intraflagellar transport (IFT), a specialized bidirectional motility process that is mediated by adaptor proteins and direction specific molecular motors. Work from my lab shows that anterograde and retrograde IFT make exclusive use of the B-tubules and A-tubules, respectively. This insight answered a long standing question and shows that functional differentiation of tubules exists and is important for IFT.
Tubulin post-translational modifications (PTMs) contribute to a tubulin code, making microtubules suitable for specific functions. Mutation of tubulin-PTM enzymes can have dramatic effects on cilia function and assembly. However, we do not understand of the role of tubulin-PTMs in cilia. Therefore, I propose to address the hypotheses that the tubulin code contributes to regulating bidirectional IFT motility, and more generally, that the tubulin code is a key player in structuring complex cellular assembly processes in space and time.
This proposal aims at (i) understanding if tubulin-PTMs are necessary and/or sufficient to regulate the bidirectionality of IFT (ii) examining how the tubulin code regulates the assembly of cilia and (iii) generating a high-resolution atlas of tubulin-PTMs and their respective enzymes.
We will combine advanced techniques encompassing state-of-the-art cryo-electron tomography, biochemical imaging, fluorescent microscopy, and in vitro assays to achieve molecular and structural understanding of the role of the tubulin code in the self-organization of cilia and of microtubule based cellular structures.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
20157 Milano
Włochy