Biokemi med hög genomströmning för proteiner
- Diarienummer
- FFL24-0236
- Projektledare
- Marklund, Emil
- Start- och slutdatum
- 250801-300731
- Beviljat belopp
- 15 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Stockholm University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Specifik igenkänning av DNA, RNA och protein av reglerande proteiner, styr cellulära processer i alla livsformer. Generellt sett kan vi för närvarande inte förutsäga molekylär igenkänning och funktion från en nukleotid- eller proteinsekvens. I det här projektet kommer vi att studera sekvensberoendet av dynamisk igenkänning och proteinaktivitet genom att utveckla en metod som låter oss screena hundratusentals framrenade proteinsekvensmutanter parallellt. Vi kommer att använda denna metod för att kvantifiera affiniteten mellan hundratusentals transkriptionsfaktormutanter till olika DNA-bindningsställen. Med hjälp av denna data kommer vi att bestämma hur sekvensen av intrinsiskt oordnade regioner (IDRs) i transkriptionsfaktorer påverkar DNA-bindning, och förklara hur transkriptionsfaktorparaloger och DNA-bindningsställen har optimerats för hög affinitetsbindning under evolutionen. Vi kommer också att utveckla en plattform för höggenomströmmande screening av protein-proteininteraktioner och små peptidhämmare. Dessutom kommer vi att screena många till alla möjliga parvisa protein-proteininteraktioner i E. coli och det mänskliga proteomet, där vi sannolikt kommer att kvantifiera många nya protein-proteininteraktioner. Slutligen kommer vi att använda vår höggenomströmningsscreening av proteiner för att mäta reaktionshastigheten hos hundratusentals enzymsekvensmutanter, och optimera enzymets aktivitet genom iterationer av experiment och maskininlärning.
Populärvetenskaplig beskrivning
Specifik igenkänning och bindning av DNA, RNA och protein av reglerande proteiner, styr cellulära processer i alla livsformer. Transkriptionsfaktorer är proteiner som styr genuttryck genom att binda specifika DNA sekvenser i genomet i en cell. Transkriptionsfaktorn måste hitta en nål, den korrekta DNA-sekvensen, i en gigantisk höstack av miljontals falska sekvenser där den inte ska binda. Och på något sätt lyckas transkriptionsfaktorer med detta, precis hela tiden, i varje cell i kroppen. När den här sökprocessen och igenkänningen går fel så kan det orsaka många sjukdomar, såsom cancer. Men generellt sett så kan vi för närvarande inte förutsäga molekylär igenkänning, var transkriptionsfaktorn ska binda, och när bindingen går fel, från en nukleotid- eller proteinsekvens. I det här projektet kommer vi att studera sekvensberoendet av molekylär igenkänning och proteinaktivitet genom att utveckla en metod som låter oss screena hundratusentals proteinsekvensmutanter samtidigt. Med denna data kommer vi sen bygga kvantitativa modeller som låter oss förutsäga bindning och funktion, direkt från en nukleotid- eller proteinsekvens. Detta kommer ge oss djup förståelse om vad det är som gör specifika nukleotid- och proteinsekvenser speciella, hur och när transkriptionsfaktorn lyckas hitta rätt. Detta är grundvetenskaplig förståelse som vi behöver, om vi någon gång ska lyckas bota sjukdomarna som orsakas av att bindningen går fel.