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Comprehending Prokaryotic Argonaute Systems

Descrizione del progetto

Il ruolo delle proteine argonaute nei procarioti

Le proteine argonaute sono componenti del silenziamento dei geni indotto dall’RNA, noto come interferenza dell’RNA, e si legano a classi diverse di piccoli RNA non codificanti, che le guidano versi bersagli specifici, conducendo a una scissione dell’mRNA o all’inibizione della traduzione. Eppure, la loro origine evolutiva risiede nei procarioti. Il progetto COMPASS, finanziato dall’UE, mapperà la funzione di sistemi inesplorati di proteine argonaute procariote in cui tali proteine si associano a proteine ausiliarie. L’ipotesi è quella secondo cui le proteine argonaute procariote si leghino a sequenze esogene di DNA, determinando il reclutamento delle proteine ausiliarie e adempiendo a ruoli completamente nuovi che spaziano dalla stimolazione del trasferimento orizzontale di geni all’attivazione della morte cellulare programmata. I risultati del progetto consentiranno la riqualificazione dei sistemi programmabili di proteine argonaute procariote per lo sviluppo di strumenti genetici.

Obiettivo

Eukaryotic Argonaute proteins are known for their central role in RNA interference pathways. Yet, the evolutionary origin of Argonaute proteins lies in prokaryotes, where other proteins essential for RNA interference are absent. Therefore, prokaryotic Argonaute proteins (pAgos) must have distinct ancestral functions. Although a handful of closely related pAgos interfere with exogenous DNA invaders such as plasmids, pAgos are extremely diverse in terms of sequence conservation and domain architecture. In addition, many pAgos genetically associate with various putative enzyme domains, which suggests that they are functionally interdependent. As such, different pAgos must rely on distinct mechanism and are expected to fulfil a range of different roles. Therefore, the function of most pAgos remains completely unknown.

The COMPASS project will map the function of unexplored pAgo systems, in which pAgos associate with auxiliary proteins. I hypothesize that in these systems, pAgo binds exogenous DNA sequences in a guide-dependent manner. This can result in the recruitment and/or activation of the auxiliary proteins. As pAgo-associated auxiliary proteins are homologous to proteins involved in DNA recombination, NAD+ turnover, or protein deacetylation, these pAgo systems are expected to fulfil completely novel roles ranging from stimulating horizontal gene transfer to triggering programmed cell death.

The uncharacterized roles of these pAgo systems and the mechanisms underlying their functionality will be elucidated by a multidisciplinary approach combining microbiology, protein biochemistry, and X-ray crystallography techniques. Not only will the results facilitate a deeper understanding of the evolutionary diversification of pAgos, it will also enable the repurposing of programmable pAgo systems for the development of genetic tools that facilitate guide sequence-directed DNA recombination and high-sensitivity detection of target DNA sequences.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-STG - Starting Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

WAGENINGEN UNIVERSITY
Contributo netto dell'UE
€ 1 496 463,00
Indirizzo
DROEVENDAALSESTEEG 4
6708 PB Wageningen
Paesi Bassi
Regione
Oost-Nederland Gelderland Veluwe
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 496 463,00

Beneficiari (1)