الريبوسومات المتخصصة في السرطان: التوصيف الهيكلي والكيميائي والوظيفي

ملخص

تم مؤخرًا اقتراح مفهوم الريبوسومات المتخصصة ذات التركيبة المتميزة من البروتين والحمض النووي الريبوزي (RNA) والتنوع الوظيفي. تحتاج الخلايا السرطانية سريعة الانتشار إلى زيادة الطلب على تخليق البروتين، وهو ما يمكن تحقيقه عن طريق التغييرات في تكوين الوحدة الفرعية للريبوسوم والترجمة الانتقائية للنصوص. لقد تم اقتراح أن هذه "الجسيمات الورمية" تلعب دورًا رئيسيًا في الإصابة بالسرطان. اكتشف المشرف الرئيسي مؤخرًا تغيرات عميقة في التعبير عن وحدتين فرعيتين كبيرتين من الريبوسوم في الخلايا التي بها طفرات في مثبط الورم PTCH1. الخلايا السرطانية التي تحمل تلك التعديلات لها سلوك أكثر عدوانية في تكوين الأورام. قادنا هذا إلى الافتراض بأن تغير تكوين الوحدة الفرعية للريبوسوم استجابةً لفقد وظيفة تثبيط الورم يمكن أن يساهم في تغييرات في الترجمة التي تعزز النمط الظاهري للسرطان.

الأهداف:

1. تحديد مساهمة الوحدات الفرعية البديلة للريبوسوم RPL22L1 وRPL9 في النمط الظاهري للسرطان
2. عزل الريبوسومات من PTCH1 WT والخلايا الطافرة لفحص تركيب وحدتها الفرعية وتحديد mRNAs التي يتم ترجمتها بشكل تفضيلي بواسطة جزيئات سرطانية مختلفة.
3. تحقيق التغييرات في البنية الجزيئية للريبوسومات المتخصصة بواسطة cryo-EM.

الجدة/حسن التوقيت:

تم اقتراح مؤخرًا وجود "جسيمات سرطانية" متخصصة تمنح اللياقة البدنية المحسنة للخلايا. ستوضح دراستنا كيف تساهم التغييرات في تكوين الريبوسوم وبنيته ووظيفته بعد تعطيل مثبط الورم في اكتساب النمط الظاهري الخبيث.

المنهج التجريبي:

هذه الدراسة متعددة التخصصات إلى حد كبير وستزود PGR بمجموعة مهارات فريدة وتمكينية. سيقوم الطالب بتطبيق تقنية CRISPR/Cas9 لتعطيل الأشكال الإسوية الريبوسومية المحددة التي يتم تنظيمها في نموذج الخلايا السرطانية الخاص بنا واستخدام ترنسفكأيشن عابر لتوصيف الخصائص المسرطنة في المقايسات القائمة على الخلايا. سيمنح هذا خبرة قوية في النماذج المختبرية لبيولوجيا الخلايا السرطانية التي يقدمها المشرف الأساسي. سيقوم الطالب أيضًا بتنقية الريبوسومات التي تعبر عن الأشكال الإسوية البديلة الموسومة RPL22 وRPL9 عن طريق تنقية التقارب، وفصل الجسيمات المتعددة المرتبطة بـ mRNA عن طريق الطرد المركزي المتدرج التحضيري وتحليل نصوص mRNA المخصبة خصيصًا (المترجمة بشكل نشط) بواسطة poly-Ribo-Seq. هذا مهم للغاية لأبحاث السرطان لأن معظم الدراسات تقوم بتسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) للخلايا السرطانية المفردة أو السائبة ولكن هناك العديد من التقارير عن الخلاف بين mRNA وتعبير البروتين. سيقوم الطالب بمقارنة النسخة مع الترجمة (RNA-seq vs poly-Ribo-seq) من خلال الجمع بين أحدث تقنيات الكيمياء الحيوية وخطوط الأحياء الحسابية مع المشرف الثانوي. وأخيرًا، سيقوم الطالب بتطوير مهارات علم الأحياء الهيكلي البردي EM من خلال وصف التغيرات الهيكلية في الريبوسومات التي تعبر عن الأشكال الإسوية البديلة مع المشرف الثالث.

المراجع

1. Riobo NA، Lu K، Ai X، Haines GM، Emerson CP Jr. (2006) Phosphoinositide 3-kinase وAkt ضروريان لإشارة Sonic Hedgehog. بروك. ناتل. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 103(12):4505-10
2. Riobo NA, Saucy B, Dilizio C, Manning DR (2006) تنشيط بروتينات G غير المتجانسة بواسطة التنعيم. بروك. ناتل. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 103(33):12607-12
3. Riobo NA، Haines GM، Emerson CP Jr. بروتين كيناز C-دلتا والبروتين المنشط بالميتوجين/كيناز-1 الذي ينظم الإشارات خارج الخلية يتحكم في تنشيط Gli في إشارات القنفذ. الدقة السرطان. 66(2): 839-845 (2006).
4. Robins DJ, Fei DL, Riobo NA (2012) شبكة نقل الإشارة القنفذ Science Signal.4(200):pt7
5. آه بوليزيو، بي شينشيلا، إكس تشين، دي آر مانينغ، إن إيه ريوبو. يقوم Sonic Hedgehog بتنشيط GTPases Rac1 وRhoA بطريقة مستقلة عن Gli عبر اقتران بروتينات Smoothened إلى Gi. الخيال العلمي. إشارة. 7(pt4) (2011)
6. XL Chen، وP Chinchilla، وJ Fombonne، وL Ho، وC Guix، وJ Keen، وP Mehlen، وNA Riobo. يتم تنظيم النشاط المؤيد للاستماتة Patched-1 عن طريق تعديل K1413 بواسطة E3 يوبيكويتين-بروتين ليجاز المتماثل للحكة. مول. خلية. بيول. 34(20): 3855-66 (2014)
7. Chen X, Morales-Alcala CC, Riobo-Del Galdo NA* (2018) يتم تنظيم التدفق التلقائي من خلال التفاعل بين مجال المحطة الطرفية C لـ PATCHED1 وATG101. مول. الدقة السرطان. 16(5):909-19
8. Brennan-Crispi DM, Overmiller AM, Tamayo-Orrego L, Marous MR, Sahu J, McGuinn KP, Cooper F, Georgiou I, فرانكفورتر M, Salas-Alanis JC, Charron F, Millar SE, Mahoney MG, Riobo-Del Galdo NA* (2019) يؤدي الإفراط في التعبير عن Desmoglein2 في نموذج فأر مصاب بمتلازمة جورلين إلى تعزيز تكوين سرطان الخلايا القاعدية التلقائي من خلال تعبير Gli1 بوساطة STAT3. ي. استثمر. ديرماتول. 139(2): 300-7
9. Mellis D، Staines KA، Peluso S، Georgiou ICh، Dora N، Kubiak M، Grillo M، Farquharson C، Kinsella E، Thronburn A، Ralston SH، Salter DM، Riobo-Delجالدو إن إيه*، هيل ري*، ديتزل إم*. (2021) يتعاون بروتين يوبيكويتين-بروتين ليجاز Ubr5 مع إشارات القنفذ لتعزيز توازن الأنسجة الهيكلية. علم الوراثة PLoS 17(4):e1009275
10. Hopes T, Norris K, Agapiou M, McCarthy CGP, Lewis PA, O’Connell MJ, Fontana J, Aspden JL. (2022) عدم تجانس الريبوسوم في الغدد التناسلية ذبابة الفاكهة السوداء من خلال التبديل شبه التناظري. أبحاث الأحماض النووية 50:2240-57.
11. Norris K, Hopes T, Aspden JL (2021) عدم تجانس الريبوسوم والتخصص في التنمية. وايلي Interdiscip rev RNA 12:e1644.
12. Hopkins FR, Álvarez-Rodríguez B, Heath GR, Panayi K, Hover S, Edwards TA, Barr JN, Fontana J. (2022) يمتلك البروتين النووي الريبي لفيروس orthobunya الأصلي بنية حلزونية. مبيو 13:e0140522

يجب أن يكون المتقدمون لبرامج الدرجات العلمية البحثية عادةً على الأقل حاصلين على درجة البكالوريوس البريطانية مع مرتبة الشرف من الدرجة الأولى أو الدرجة الثانية العليا (أو ما يعادلها) في تخصص مناسب. درجة الماجستير أمر مرغوب فيه ولكنه ليس ضروريًا.

الحد الأدنى لمتطلبات الالتحاق باللغة الإنجليزية للدراسة البحثية للدراسات العليا هو الحصول على 6.0 درجات في اختبار IELTS بشكل عام مع 5.5 على الأقل في كل مكون (القراءة والكتابة والاستماع والتحدث) أو ما يعادلها. يجب أن يكون تاريخ الاختبار خلال عامين من تاريخ بدء الدورة حتى يكون صالحًا. بعض المدارس والكليات لديها متطلبات أعلى.