Project

Back to overview

Spatiotemporal regulation of stress-dependent translation

English title Spatiotemporal regulation of stress-dependent translation
Applicant Chao Jeffrey
Number 182314
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research
Institution of higher education Institute Friedrich Miescher - FMI
Main discipline Molecular Biology
Start/End 01.10.2018 - 30.09.2022
Approved amount 800'000.00
Show all

All Disciplines (3)

Discipline
Molecular Biology
Biochemistry
Biophysics

Keywords (3)

single-molecule; translation; live cell imaging

Lay Summary (French)

Lead
Vers la sous-estimation de la réponse cellulaire au stress
Lay summary
La faculté d’adaptation aux changements de conditions est essentielle à la survie. Pour les cellules, la production de protéines est l’une des tâches les plus énergivores et, en cas de stress, ces ressources doivent être détournées vers d’autres fonctions afin de favoriser la survie. En conséquence, il existe une voie élaborée qui réduit globalement la production de protéines, tout en assurant la production de protéines essentielles à la réponse au stress. Les mécanismes précis qui permettent de produire ces protéines critiques ne sont toutefois pas bien compris. Nous avons développé des méthodologies de microscopie à fluorescence permettant la visualisation de molécules individuelles afin de quantifier la production de protéines dans les cellules vivantes. Comme chacune des molécules d'une cellule peut avoir des comportements très différents, notre approche révélera comment ce processus fondamental se produit. Sachant que la réponse au stress est initiée dans une grande variété de pathologies (infection virale, inflammation, diabète, neuro-dégénérescence et cancer par exemple), nos recherches contribueront à approfondir les fondements moléculaires permettant de comprendre le dérèglement de la production de protéines dans ces maladies.
Direct link to Lay Summary Last update: 01.10.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
171377 Quantifying gene expression noise via single mRNA imaging in living cells 01.02.2017 Marie Heim-Voegtlin grants

Abstract

The spatial and temporal regulation of translation is an evolutionarily conserved mechanism for restricting protein synthesis of specific transcripts to the precise location and time when the gene products are needed. Cells respond to a variety of stresses by initiating a signaling cascade that inhibits global translation by phosphorylation of the alpha subunit of eFI2 (eIF2a), which is necessary for translation initiation, and promotes the formation of large cytoplasmic RNA-protein granules (stress granules and processing bodies) that sequester non-translating mRNAs. Within this repressive cellular environment, transcripts that are required for mounting the stress response and cell survival must either maintain or increase their translation. While much is known about the pathways that inhibit translation, much less is known concerning the mechanisms that regulate stress-dependent translation. We will characterize the translational reprogramming driven by the integrated stress response using state-of-the-art single-molecule fluorescence microscopy in living cells in order to measure the translation dynamics of individual mRNAs. We will also explore the role of eIF2a-P enhanced translation in cellular contexts beyond the stress response and identify cellular factors that mediate this specialized translation. Since the integrated stress response is initiated in a wide variety of pathologies (e.g. viral infection, inflammation, diabetes, neurodegeneration, and cancer), our studies may contribute to a molecular foundation for understanding the dysregulation of translation in these diseases.
-