Studying the Regulation and Function of Biomolecular Condensates with In vitro Reconstitution
Notice bibliographique
Résumé
A central dogma in biochemistry is that a protein’s function depends on its fixed three-dimensional structure. However, bioinformatics analysis predicts that the majority of human proteins (~58%) contain both folded protein domains along with protein regions that are entirely devoid of any tertiary protein structures, referred to as intrinsically disordered protein regions (IDRs). Despite the strong association of proteins with significant IDRs to numerous diseases, most studies tend to overlook the potential function of IDRs and focus solely on their folded domain portions. Moreover, mutations within IDRs are hard to functionally interpret and become frequently neglected or annotated as variants of unknown significance. Given these observations, we need to understand better the function and biological role of IDRs in health and disease. Recently, IDRs have been shown to drive membrane-less RNA-protein granule formation. Similar to the separation of oil and water, specific proteins and nucleic acids can phase separate and form distinct membrane-less compartments (also referred to as condensates). While we have some understanding of the phase separation process, the biological regulation of phase separation and the functional consequences of condensates remains enigmatic. Here, I use biochemistry and biophysical approaches to study the regulation and function of IDR phase separation and extend these findings to disease implications. Beginning in chapter 3, I studied the phase separation of the C-terminal IDR of the fragile X mental retardation protein (FMRP). I demonstrated that post-translational modifications, including phosphorylation and methylation, regulate FMRP phase separation which correlates with in vitro translational inhibition. In chapter 4, I studied the protein interactions and co-phase separation properties between two interacting IDRs, from FMRP and CAPRIN1. I found that different phosphorylation patterns on each IDR can regulate their co-phase separation properties and modulate their impact on deadenylation and translational activity. In chapter 5, I showed that the solvent environment of a CAPRIN1 condensate can regulate deadenylation activity by CNOT7 within the condensate. Together, these results support the functional importance of IDR phase separation and also provide new methods to study condensates. Importantly, my findings provide a platform to understand how disease mutations within IDRs may perturb phase separation leading to disruption of biological function.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».