Descripción del proyecto
Aumentar la resolución del estudio de las alteraciones del transporte de proteínas y cartografiar desvíos neuropatológicos
Los estudios a gran escala de todas las proteínas producidas por una célula u organismo (proteómica) han mejorado significativamente nuestra comprensión de las enfermedades. Con todo, se requiere una mayor resolución a nivel subcelular para identificar alteraciones del transporte de proteínas, que son responsables de muchas enfermedades. Las enfermedades neurológicas representan una gran proporción de las enfermedades raras y pueden tener efectos devastadores. Las neuronas son extrañas en comparación con otras células, ya que su estructura se divide en dendritas, soma y axón. Esto da como resultado células relativamente «largas» y, por lo tanto, el transporte eficiente de proteínas tiene una gran importancia en las neuronas. El proyecto financiado con fondos europeos RARE MAPS está aprovechando una técnica pionera denominada «Dynamic Organellar Maps» (mapas dinámicos de orgánulos). Proporcionará datos proteómicos con precisión subcelular (a nivel de orgánulos) en encéfalos y neuronas derivadas de células madre pluripotentes humanas inducidas (hiPSC) de un modelo murino para un trastorno neurodegenerativo raro denominado síndrome de deficiencia de AP-4. El estudio aumentará la utilidad de la técnica, a la vez que arrojará luz sobre el papel del transporte de proteínas axónicas en una enfermedad neurológica rara. El método proporcionará un flujo de trabajo de investigación que puede emplearse de manera generalizada en el estudio de trastornos neurológicos raros.
Objetivo
Rare diseases are a major unmet medical need, as is the definition of the relevant disease mechanisms. Many rare diseases affect the nervous system. These are challenging to treat, and mechanistic studies are difficult due to the inaccessibility of patient tissue. Global proteomic studies have provided insight into whole tissue or cell changes in protein abundance but lose information on protein subcellular localisation, which is important because defects in protein trafficking are implicated in many neurological disorders. In ‘RARE MAPS’ I propose an unbiased mechanistic discovery pipeline combining human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) with advanced spatial proteomics. I will use a method developed by Dr. Borner called ‘dynamic organellar maps’, which provides quantitative protein subcellular localisation information at the whole proteome level. Used comparatively, it can detect changes in protein localisation due to a perturbation, allowing unbiased screening for phenotypic changes. To develop this workflow, I will apply it to the rare neurodegenerative disorder AP-4 deficiency syndrome. AP-4 knockout hiPSCs will be differentiated into cortical neurons and maps will be made of intermediate cortical stem cells and mature cortical neurons. Comparison to control cells will enable the detection of changes to protein localisation and abundance. I will also apply the maps to brain tissue from an AP-4 deficient mouse model to detect protein mislocalisation in vivo. I will then use CRISPR/Cas9 technology to investigate the role of novel and known AP-4-associated proteins in neuronal autophagy and axonal health. This project will demonstrate the utility of dynamic organellar maps to reveal molecular mechanisms of rare neurological disorders as well as provide new insights into the pathogenesis of AP-4 deficiency and the role of protein trafficking and autophagy in the axon.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
80539 Munchen
Alemania