Opis projektu
Bliższe spojrzenie na komunikację międzykomórkową
Cząsteczki adhezyjne (CAM) odgrywają ważną rolę w kształtowaniu architektury synaptycznej poprzez wielopłaszczyznowe interakcje z różnymi partnerami synaptycznymi i koordynowanie komunikacji neuronalnej. Finansowany ze środków UE projekt CellCellEM rzuci światło na mechanizmy rządzące aktywnością synaptyczną CAM. W projekcie wykorzystane zostanie połączenie mikroskopii krioelektronowej pojedynczych cząstek (cryo-EM), tomografii i metodologii biochemicznych, które ma umożliwić analizę molekularnych mechanizmów latrofilin (LPHN) – cząsteczek CAM, które pośredniczą w komunikacji komórkowej w synapsie. Badania będą miały na celu opisanie podstaw strukturalnych funkcji CAM oraz pełen opis zestawu oddziaływań cząsteczek LPHN z białkami w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN). Wyniki projektu dodatkowo wzbogacą naszą wiedzę na temat komunikacji międzykomórkowej w obszarze OUN.
Cel
Synapses are intercellular junctions specialized for coordinated cell-cell communication throughout the nervous system. They are organized by cell-adhesion molecules (CAMs) that bi-directionally orchestrate neuronal communication. Latrophilins (LPHNs) are a unique sub-family of CAMs that play critical roles in structuring the synaptic architecture through multifaceted interactions with a large variety of synaptic partners. Mutations in LPHN have been associated with neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders. Despite their gravity, the mechanism governing LPHN synaptic activities remain elusive.
To further our understanding of LPHN-mediated cell-cell communication, we suggest to characterize these receptors’ interactions with their intracellular and extracellular partners. For this purpose, we propose to adopt a hybrid approach driven primarily by cryo-EM, a state-of-the-art technique capable of dissecting the molecular mechanisms of super-molecular assemblies at extremely high spatial resolutions, which is our group’s main field of expertise. The cryo-EM studies will be complemented by cryo electron tomography (cryo-ET), fluorescence microscopy and biochemical approaches. Our specific aims are:
Aim 1: Dissect the molecular mechanisms of LPHN activation by combining cryo-EM with biochemical methodologies.
Aim 2: Characterize the LPHN interactome through cryo-EM and fluorescence microscopy.
Aim 3: Resolve the architecture of the LPHN interactome at a close-to-native environment through cryo-ET.
Our experimental strategy will generate a quantitative, near-atomic resolution view of LPHNs and the mechanism by which they interact with their synaptic partners and instigate trans-synaptic signal transduction. These data will be vital for understanding LPHN-mediated cell-cell communication as well as the mechanisms governing trans-synaptic interactions and could potentially highlight novel approaches to treat neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
7610001 Rehovot
Izrael