Descrizione del progetto
Approfondimento molecolare sull’eliminazione delle sinapsi
Le sinapsi sono le principali strutture neurologiche responsabili della formazione dei circuiti neurali e della trasmissione delle informazioni tra i neuroni. In condizioni fisiologiche, la formazione e l’eliminazione delle sinapsi supporta la plasticità neuronale. Il progetto SUMO-PCDH10, finanziato dall’UE, si propone di analizzare il meccanismo di eliminazione delle sinapsi e di identificare i fattori determinanti. I ricercatori si concentreranno sulla protocaderina-10 (PCDH10), una proteina transmembrana di adesione cellulare legata all’autismo, nota per essere in grado di regolare la densità e la funzione delle sinapsi. Gli stessi studieranno come una specifica modifica post-traslazionale, nota come sumoilazione, sia responsabile della funzione di PCDH10. Considerato che diversi disturbi dello sviluppo neurologico sono associati all’eliminazione delle sinapsi, i risultati avranno importanti conseguenze cliniche.
Obiettivo
Sumoylation is an essential post-translational modification that regulates a wide range of cellular functions. Interestingly, several proteins involved in synaptic functions have been shown to be SUMO targets. Unpublished data from my current lab identified a list of SUMO substrates at the synapse. Among them, we find Protocadherin-10 (PCDH10), an autism-related cell adhesion transmembrane protein. Mice lacking one copy of Pcdh10 gene present abnormal spine density and morphology, reduced expression of NMDA receptors in the amygdala and sociability deficits. Furthermore, PCDH10 recruits ubiquitinated PSD-95 to the proteasome and promotes synapse elimination. These findings demonstrate that PCDH10 is centrally involved in the regulation of synapse density and function. However, whether the sumoylation of PCDH10 plays a role in this process remains to be elucidated. Thus, I performed a bioinformatic analysis showing that the lysine 831 (K831) of PCDH10 has a high SUMO predictive value. Interestingly, the K831 is located in the proteosomal interacting region (PIR), which is critical to allow PSD-95 degradation and, consequently, synapse elimination. Sumoylation regulates protein-protein interactions by providing novel docking sites or promoting the dissociation of the binding. Therefore, I hypothesize that sumoylation of PCDH10 is crucial for synapse elimination by regulating the interaction with the proteasome. Thus, the overall goal of my research project is to unveil the physiopathological consequences of PCDH10 sumoylation in neurons. Since synapse elimination is impaired in several neurodevelopmental disorders, I am confident that the data arising from this work will provide groundbreaking knowledge in the understanding of the molecular mechanisms underlying ID in patients carrying Pcdh10 mutations. Furthermore, uncovering the impact of sumoylation on the development of mental disorders will open up a thrilling topic in the neuroscience field.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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