Ubiquitin-liknande molekyler i bananflugan
- Diarienummer
- ICA08-0035
- Start- och slutdatum
- 090910-140630
- Beviljat belopp
- 3 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Umeå University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Posttranslationella modifikationer har den viktiga funktionen att förmedla information i de signaleringskaskader som reglerar en cells beteende. Genom att forma kovalenta bindningar med sina målproteiner, har de ubiquitin-liknande (UBL) molekylerna visat sig avgörande för de processer som styr nedbrytning av proteiner, DNA-reparation och vårt immunförsvar. UBL-molekylerna SUMO och Urm1 har i däggdjursceller visat sig vara inblandade i nukleära processer respektive modifiering av tRNA. Kunskapen om deras funktion in vivo är emellertid knapp. Med hjälp av de avancerade genetiska verktyg som finns tillgängliga i bananflugan, syftar detta projekt till att öka kunskapen om dessa molekylers betydelse i en intakt organism. En målsättning är att identifiera nya cellulära proteiner som påverkar sumoylering. I praktiken kommer hela flugans arvsmassa att analyseras i en genetisk screen, där förändringar i flugans ögonfärg används för att uppskatta aktiviteten hos ett SUMO-reglerat enzym. Urm1 kommer att undersökas systematisk, vilket innebär kartläggning av dess uttrycksmönster, fenotypisk analys Urm1-mutanta flugor, samt identifiering av målproteiner och komponenter som krävs för Urm1 konjugering. Med tanke på deras inverkan i biologiska processer och sjukdomsuppkomst, är kunskap om vad UBL molekyler gör in vivo av stort intresse för det internationella vetenskapliga samfundet. Jag är övertygad om att detta projekt är nyckeln till att svara på många grundläggande frågor i fältet.
Populärvetenskaplig beskrivning
En förutsättning för multicellulärt liv är kommunikation - mellan organismer, men också mellan de celler som bygger upp en levande varelse. En cell måste anpassa sig till sin omgivning och att veta när den ska dela sig, flytta på sig eller byta identitet. För att tolka omgivningen har alla celler på sin yta en mängd receptorer med förmågan att sända signaler till cellens inre. Dessa receptorer kan aktivera specifika cellulära program, s.k. ”signaleringskaskader”, som kontrollerar cellens beteende. För att förmedla information inuti cellen används ofta små ”taggar” eller ”etiketter” (posttranslationella modifikationer, PTM) som genom att binda cellulära proteiner kan ändra deras egenskaper. Ubiquitin-liknande (UBL) molekyler är en viktig PTM-familj, bestående av små proteiner med liknande struktur som är viktiga i de processer där oönskade proteiner bryts ner, reparerar skador i arvsmassan och reglerar vårt immunförsvar. Det här projektet har som målsättning att förstå funktionen av två specifika UBL-molekyler, SUMO och Urm1. Studier i däggdjursceller har visat att dessa molekyler är viktiga för aktiviteter i cellkärnan samt produktion av cellulära proteiner, men kunskapen om vilken roll de har i en levande varelse är begränsad. För att öka denna kunskap vill jag studera funktionen av SUMO och Urm1 i bananflugan. Eftersom bananflugor länge använts i forskningssyfte, har det utvecklats många avancerade genetiska verktyg som underlättar forskning med syfte att förstå biologiska processer. Projektet har flera delmål, varav ett är att identifiera nya cellulära proteiner som påverkar SUMOylering. I princip kommer hela flugans arvsmassa att analyseras i en genetisk screen, där förändringar i flugans ögonfärg används för att uppskatta aktiviteten hos ett SUMO-reglerat enzym. Urm1är relativt outforskad och kommer därför att studeras mer systematiskt. Detta innebär en kartläggning av dess uttrycksmönster (dvs var och när Urm1 förekommer) samt framställning och analys av en fluga som helt saknar Urm1. En annan målsättning är att identifiera vilka målproteiner som påverkas av Urm1 och hur. Intensiv forskning har under det senaste årtiondet lyft fram vikten av UBL molekyler i ett flertal cellulära processer, samt visat på starka kopplingar mellan UBL konjugering och olika typer av sjukdom, t ex neurologiska syndrom, diabetes och cancer. Jag är övertygad om att studier i bananflugan är nyckeln till att svara på många grundläggande frågor detta forskningsfält.