构建可调控荧光蛋白传感器用于蛋白质-蛋白质相互作用的细胞成像研究

【项目介绍】

蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）在生物学中普遍存在，约650,000种相互作用对人类生命至关重要的过程产生影响。从癌症到痴呆症，其失调与多种疾病状态相关。当一个蛋白质与另一个蛋白质相互作用时，会产生功能性变化，进而影响细胞。由于其重要性，PPIs在生物科学各领域被广泛研究，并开发了许多工具来研究它们。

基于荧光的方法使研究人员能够在蛋白质的自然环境——细胞中，实时研究这些内在的动态过程，从而获得许多新见解。被称为荧光蛋白的基因编码探针在研究细胞内PPIs方面发挥了关键作用，但现有方法目前仅限于监测两种不同蛋白质之间的相互作用；相同蛋白质的自结合不易被测量。这是一个重大问题，因为许多PPIs（可以说是大多数）涉及相同蛋白质的自结合。因此，研究人员无法在蛋白质的自然细胞环境中研究PPIs这一重要部分。

您的项目目标是设计和构建一组新的荧光蛋白，使其在自结合（同源二聚化）时改变功能，并使用这些新工具监测同源寡聚复合物的形成。Jones实验室最近表明，设计的绿色荧光蛋白自结合可以导致荧光输出的"开启"[参考文献1-3]。您将利用现有的结构知识，结合计算蛋白质设计和定向进化，生成新的蛋白质-蛋白质界面以促进GFP自结合。

您最初将使用模型小分子依赖性二聚化系统来评估新荧光蛋白的特性，并使用生物物理分析和结构生物学来理解其作用的分子基础。具有所需特性的GFP变体随后将应用于哺乳动物细胞，使用最先进的荧光显微镜（原位细胞成像）监测蛋白质-蛋白质相互作用。

然后，您将应用新工具监测具有重要生物学意义的NF-kappaB复合物的寡聚化事件，该复合物控制转录并与多种疾病状态相关，如癌症、炎症和自身免疫疾病。您将把新的二聚化依赖性GFP标记的NF-kappaB核心组分与其他荧光蛋白标记的蛋白质结合，使用最先进的荧光显微镜实时监测与NF-kappaB组装相关的事件。

到项目结束时，您将开发出可在生命科学领域广泛应用的工具，并将其应用于理解一个重要的生物复合物。

【技术方法】

计算分析、蛋白质工程（包括设计和分子生物学）、蛋白质化学（纯化和分析）、蛋白质三维结构测定、生物物理分析（各种光谱方法，包括单分子分析）、细胞生物学（包括哺乳动物细胞培养）、荧光显微镜。

【导师联系方式】

Prof Dafydd Jones 邮箱：jonesdd@cardiff.ac.uk 电话：+44 29 20874290

【申请方式】

您可在线申请——申请生物科学博士学位时将自动被考虑。请使用我们的在线申请服务：https://www.cardiff.ac.uk/study/postgraduate/research/programmes/programme/biosciences-phd-mphil-md 请注明您申请的是此特定项目、导师和资金来源。申请流程信息可在此处找到：http://www.cardiff.ac.uk/study/postgraduate/applying

【入学要求】

申请人应已获得或即将获得英国一等或二等以上荣誉学位，或在英国以外获得的同等资格。仅当申请人同时拥有硕士学位时，才会考虑二等以下学位的申请人。学术资格将与重要的相关非学术经验一并考虑。

【英语语言要求】

雅思总分6.5，各单项不低于5.5，或同等成绩。详情请参阅我们的英语语言要求指南。

【资金信息】

本项目适合自费或外部资助的在Cardiff University寻找博士职位的学生。所需资金需涵盖学费、实验费和生活费。

【参考文献】

[1] Johnson, R. L. et al. Designed Artificial Protein Heterodimers With Coupled Functions Constructed Using Bio-Orthogonal Chemistry. Front Chem 9, 733550 (2021) [2] Pope, J. R. et al. Association of Fluorescent Protein Pairs and Its Significant Impact on Fluorescence and Energy Transfer. Adv Sci (Weinh) 8, 2003167 (2020). [3] Worthy, H. L. et al. Positive functional synergy of structurally integrated artificial protein dimers assembled by Click chemistry. Communications Chemistry 2, 83 (2019)