Opis projektu
Jak komórki rzucają wszystko, aby zwalczać stres
Zmiany w warunkach pozakomórkowych mogą niszczyć strukturę i zaburzać funkcje makromolekuł. Na przykład długotrwałe zaburzenie równowagi pomiędzy generacją wolnych rodników a dostępnością przeciwutleniaczy (stres oksydacyjny) może uszkodzić komórki, białka i DNA w organizmie. Odpowiedź komórkowa na stres jest kontrolowana przez wysoce chroniony szlak adaptacyjny, czyli zintegrowaną odpowiedź na stres. Odbywa się pewnego rodzaju selekcja, ponieważ komórka poświęca większość swojej energii translacyjnej na mRNA związane ze stresem, zatrzymując translację innych mRNA. Mechanizmy te nie są jednak w pełni zrozumiałe. W ramach projektu mRNAstress przeprowadzane są badania translacji pojedynczych cząsteczek RNA przy jednoczesnej manipulacji stresorami. Wyjaśnienie mechanizmów stojących za przeprogramowaniem związanym z translacją w odpowiedzi na stres może mieć w znaczący wpływ na wiedzę o ludzkim zdrowiu i chorobach.
Cel
Cells are frequently exposed to stress conditions, which can disrupt cellular homeostasis and result in cell death. To minimize the damage and adapt to the stress condition, eukaryotic cells employ a highly conserved signaling pathway, the integrated stress response, which integrates a variety of intrinsic and extrinsic stress signals to reprogram mRNA translation. Consequently, translation of most mRNAs is inhibited to conserve energy, while a select group of stress-related mRNAs is preferentially translated to promote recovery and restore homeostasis. This preferential translation of stress-related mRNAs depends on special sequence elements called upstream open reading frames (uORF), but the molecular mechanisms behind this process remain largely unclear. To investigate the translational reprogramming during cellular stress, I will exploit recent advances in single-molecule imaging of mRNA translation in living human cells.
First, to understand how uORFs facilitate the preferential translation of stress-related transcripts in stressed cells, I will apply single-molecule imaging of mRNA translation to measure the translational dynamics at different start codons of uORF-containing reporter mRNAs. Next, I will test how the translational reprogramming is affected by the formation of stress-inducible ribonucleoprotein granules (stress granules). To this end, I will combine the single-molecule imaging of mRNA translation with imaging and optogenetic manipulation of stress granules. Last, to complement the single-molecule imaging approach, the same reporter mRNAs will be subjected to proximity-dependent labelling assays in order to identify novel factors that facilitate stress-induced translation.
Together, this project will provide important insights into the regulation of mRNA translation during cellular stress. This will also expand our understanding of pathological conditions that involve misregulation of the integrated stress response.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
4058 Basel
Szwajcaria