Opis projektu
Wgląd w aspekty genomiczne przeżycia organizmów w środowisku suchym
W środowisku ekstremalnie suchym, w którym zachodzi zjawisko wysychania, białka ulegają nieodwracalnej agregacji, co prowadzi do śmierci komórkowej. Badacze z finansowanego ze środków UE projektu Desiccation Survival przyglądają się roli białek cytozolowych o wysokim stężeniu ulegających rozpuszczeniu pod wpływem ciepła (ang. cytosolic abundant heat soluble, CAHS) w przeżyciu mikroorganizmów zwierzęcych w środowisku suchym. Białka CAHS, które należą do rodziny inherentnie nieuporządkowanych białek (ang. intrinsically disordered proteins, IPD), ulegają zeszkleniu, aby chronić białka wewnątrzkomórkowe przed rozwijaniem się ich łańcuchów. Badacze chcą przyjrzeć się sekwencji cech koniecznych do zaistnienia tej właściwości ochronnej i odkryć nowe sekwencje zdolne ochronić komórkę przed wysychaniem. Wyniki projektu pomogą uzupełnić wiedzę na temat mechanizmów działania IDP i przyczynią się do stworzenia paradygmatu umożliwiającego zaprojektowanie innowacyjnych biomateriałów.
Cel
Desiccation is a form of stress wherein extremely dry conditions cause intracellular proteins to unfold and aggregate irreversibly, resulting in cell-death. How do cells and organisms survive desiccation is a fundamental question in biology. Cytosolic Abundant Heat Soluble (CAHS) proteins, a family of intrinsically disordered proteins (IDPs) in tardigrades (a phylum of micro-animals), have been shown to be important for their survival during long periods of dryness. Under desiccation condition, CAHS proteins undergo glass-transition and gelation to form vitrified solids that protect intracellular proteins from unfolding and aggregation. However, the features of CAHS proteins that confer protection are unknown. Here, I aim to unravel the sequence determinants of CAHS protein functions, by addressing 3 specific questions:
Aim 1: What are the sequence features that promote glass-transition and gelation in CAHS proteins?
Aim 2: Can we discover new sequences that can rescue cells from desiccation?
Aim 3: What is the sequence-to-function paradigm underlying IDP-mediated desiccation survival?
I will (i) perform computational analysis of existing CAHS proteins to extract their sequence features to design a library for adequate sampling of the sequence space; (ii) screen the library with a high-throughput survival-based assay and validate the hits both in vitro and in vivo; (iii) analyse the results with machine learning algorithms to generate characteristic sequence features underlying protective glass-transition. The learned features will be tested by rationally designing and screening a new sequence library for desiccation survival. This project will provide fundamental sequence-level understanding of how IDPs promote stress response, specifically via glass-transition during desiccation. Moreover, the materials and pipeline generated and the findings of this study will aid in engineering functional biomaterials.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFKoordynator
SN2 1FL Swindon
Zjednoczone Królestwo