Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Computational Investigations of Allostery between Proteins and Nucleic Acids in CRISPR-Cas9

Opis projektu

Nowe podejście do badań regulacji allosterycznej w kompleksie nukleoproteinowym CRISPR-Cas9

Stosowane w biochemii pojęcie „regulacja allosteryczna” określa regulację enzymu poprzez wiązanie efektora w miejscu innym niż miejsce aktywne enzymu. Efektory, które wzmacniają aktywność białka, nazywamy „aktywatorami allosterycznymi”, w przeciwieństwie do „inhibitorów allosterycznych”, które wykazują przeciwne działanie. CRISPR-Cas9 to duży kompleks nukleoproteinowy, który jest powszechnie wykorzystywany w edycji genomu. W jego złożoną sygnalizację allosteryczną zaangażowane jest wielodomenowe białko Cas9 i związane z nim kwasy nukleinowe, które razem kontrolują funkcję i specyficzność systemu. Zespół finansowanego przez UE projektu Allosteric-CRISPR zbada regulację allosteryczną w CRISPR-Cas9, stosując w tym celu nowe, synergiczne podejście łączące najnowocześniejsze metody teoretyczne i modele sieci zapożyczone z teorii grafów.

Cel

Allostery is a fundamental property of proteins, which regulates biochemical information transfer between spatially distant sites. Many emerging allosteric targets are large protein/nucleic acid complexes responsible for genome editing and regulation, whose underlying signaling remains poorly understood. Here, we focus on CRISPR-Cas9, a large nucleoprotein complex widely employed as a genome editing tool with enormous promises for medicine and biotechnology. In this system, an intricate allosteric signaling is suggested to span the multi-domain Cas9 protein and its associated nucleic acids, controlling the system’s function and specificity. However, in spite of extensive experimental characterization, the molecular basis for this allosteric response are largely unknown, hampering also efficient engineering for improving its genome editing capability. Allosteric-CRISPR will investigate the allosteric regulation in CRISPR-Cas9 by introducing a novel synergistic approach. This will implement the combination of state-of-the-art theoretical methods, including enhanced and multiscale approaches based on classical and ab-initio methods, with network models derived from graph theory and novel centrality analyses that are emerging as powerful to investigate allostery. This will create an innovative protocol that will enable determining the allosteric network of communication over multiple timescales, as well as the relation between allostery and catalysis, which remains unaddressed through classical approaches. This novel way to describe allostery can impact future studies of large nucleoprotein complexes, including newly discovered CRISPR systems, which are governed by similar allosteric rules and hold tremendous potential for genome editing. Finally, by delivering fundamental knowledge on the basic mechanisms underlying genome editing, Allosteric-CRISPR will help the design of improved genome editing tools, impacting their application across the field of life sciences.

System finansowania

ERC-STG - Starting Grant

Instytucja przyjmująca

TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN
Wkład UE netto
€ 1 399 632,00
Adres
Arcisstrasse 21
80333 Muenchen
Niemcy

Zobacz na mapie

Region
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 1 399 632,00

Beneficjenci (1)