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Exploring molecular determinants of charged disordered protein interactions, phase separation and function from the test-tube to the cell

Description du projet

Des informations concernant la nature complexe des protéines désordonnées

Les protéines intrinsèquement désordonnées (PID) constituent une famille de protéines qui ne disposent pas d’une structure 3D stable. Elles constituent près de 40 % du protéome et participent à la formation des assemblages stimulés par la séparation de phase liquide/liquide qui facilitent de nombreuses interactions biochimiques. Le projet DisCharge, financé par l’UE, vise à étudier deux régulateurs de la structure et de la fonction de la chromatine: l’histone de liaison au nucléosome (H1) et son chaperon nucléaire, l’alpha prothymosine (ProTa). Les chercheurs sonderont les interactions entre ces deux protéines et étudieront leur impact sur la formation d’assemblages hétérochromatiques, qui entraînent la régulation transcriptionnelle. Les résultats mettront en lumière les facteurs à l’origine du comportement et de la fonction de cette classe de protéines étonnantes.

Objectif

Biological molecular recognition is centred around the structure-function paradigm, involving interfacial complementary shapes and non-covalent forces. Intrinsically disordered proteins (IDPs), constituting up to 40% of the proteome, evade the structure-function paradigm, owing to their lack of persistent structure. Despite some IDPs forming folded complexes, numerous IDPs form disordered complexes stabilized by multivalent interactions. An extreme example is the recently discovered disordered high-affinity complex formed by two highly charged IDPs, the nucleosome binding linker histone (H1) and its nuclear chaperone prothymosin-alpha (ProTa), both key regulators of chromatin-structure and -function. IDPs are also often implicated in liquid-liquid phase separation (LLPS) driven assemblies that facilitate numerous biochemical interactions. The specificity question in IDPs becomes particularly pertinent for such charge driven disordered interactions and associated LLPS processes considering the great abundance of such highly charged disordered stretches in our proteome. Specific physiological function of most IDP interactions and associated LLPS processes imply an important role of specificity, albeit encoded differently from folded proteins. Only a multidisciplinary study spanning several complexity regimes, which is currently lacking, can uncover such altered specificity. I hypothesize that physiologically, ProTa/H1 interaction plays out in LLPS-driven heterochromatin assemblies leading to transcriptional regulation. I will probe ProTa/H1 interactions and phase behaviour with a set of systematically designed variants in incrementally complex milieu, from the test-tube to the cell, to reveal how the sequence dictates interactions and phase behaviour in-vitro and attribute a given function in-cell. This will shed light on specificity determinants of interaction and function for such highly charged IDPs.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Coordinateur

UNIVERSITAT ZURICH
Contribution nette de l'UE
€ 191 149,44
Coût total
€ 191 149,44