Investigating the essential roles of Ubiquitin-like molecules and the Ubiquitin Proteasome System

General Public

ENGLISH

UPStream is an international network funded by the EU, the main aim of which is the formation of a new generation of European scientists in a critical and complex field of modern biology: understanding the regulation of protein modifications after their synthesis and the system of protein degradation which is dependent on Ubiquitin (UPS, the ubiquitin proteasome system), with special attention given to its potential use in drug development.  

During the life of a cell, proteins are continually synthesized and in order to work properly must be modified after their synthesis (a process known as "post-translational modifications"). In addition, proteins must be destroyed when they are not needed or when they have not been synthesized correctly. The biochemical process of ubiquitination consists of binding Ubiquitin molecules to a target protein, which functions as an efficient way to tag proteins for degradation by the proteasome (the cell complex responsible for their destruction) according to the needs of the cell. In addition, this post-translational modification also offers the cell the possibility to control other processes, which may or may not be related to degradation. In fact, the union of Ubiquitin, or other related molecules such as SUMO and NEDD8, to a determined protein does not always lead to its degradation, but instead can result in conformational changes and/or interactions with other proteins, which can generate a wide variety of effects.

UPStream intends to use the latest technological advances and knowledge to explore the chemical, biochemical, molecular and genetic aspects of the post-translational modifications by Ubiquitin and other related molecules. Young scientists in training (12 in total) will receive specific training in this area and will attend specialized courses carried out by the participating institutions. These include mostly public institutions with the collaboration of the private sector. The project, led by CIC bioGUNE, will last for 4 years.

 


CASTELLANO

UPStream es una red internacional financiada por la UE cuyo objetivo principal es la formación de una nueva generación de científicos europeos en un campo crítico y complejo de la biología moderna: la comprensión de la regulación de las modificaciones de las proteínas tras su síntesis y el sistema de degradación de proteínas dependiente de Ubiquitina (UPS, ubiquitin proteasome system), atendiendo a su uso potencial para el desarrollo de fármacos.

Durante la vida de una célula se sintetizan continuamente proteínas que para su correcto funcionamiento deben estar modificadas tras su síntesis (proceso conocido como “modificaciones postraduccionales”). Además, las proteínas deben ser destruidas cuando no se necesitan o cuando no se han sintetizado correctamente. El proceso bioquímico de ubiquitinación consiste en unir moléculas de Ubiquitina a una proteína diana, lo cual funciona como una forma eficiente de etiquetar las proteínas para su degradación por el proteasoma (el complejo celular responsable de la destrucción) de acuerdo a las necesidades de la célula. Además, esta modificación postraduccional también ofrece a la célula la posibilidad de controlar otros procesos relacionados o no con las funciones de degradación. De hecho, la unión de Ubiquitina, o de otras moléculas relacionadas como SUMO y NEDD8, a una proteína determinada no siempre conlleva su degradación, si no que se pueden producir cambios conformacionales y/o en las interacciones con otras proteínas, pudiéndose generar una gran diversidad de efectos.

UPStream propone utilizar los últimos avances tecnológicos y del conocimiento para explorar los aspectos químicos, bioquímicos, moleculares y genéticos de las modificaciones postraduccionales por Ubiquitina y otras moléculas relacionadas. Los jóvenes científicos en formación (12 en total) recibirán entrenamiento específico en esta materia y realizarán cursos especializados que se llevarán a cabo en las instituciones partícipes. Éstas comprenden mayormente instituciones públicas con la colaboración del sector privado. El proyecto, liderado por CIC bioGUNE, durará 4 años.

EUSKARA

UPStream Europear Batasunak finantzatuko nazioarteko sare bat da. Bere helburu nagusiena Europako zientzialarien belaunaldi berri bat prestatzea da, biologia modernoaren eremu kritiko eta konplexu batetan ikerketa eginez: ubikuitina-menpeko proteinen degradazioaren sistema (UPS, ubiquitin proteasome system), eta bere droga-garapenerako potentziala ikertuz.

Zelula baten bizitzan zehar proteinen funtzionamendu egokirako etengabeko sintesiaren ondoren aldaketa ezberdinen bitartez erregulatzen dira proteinak ("eraldaketa post-translational" gisa ezagutzen diren prozesuak). Horrez gain, proteinak suntsitu behar dira zenbaitetan, jada beharrezkoak ez direnean edo gaizki sintetizatu direnean. Ubiquitilazioaren prozesu biokimikoa ubikuitina molekula beste proteina bati lotzean datza, etiketa hori proteinak modu eraginkor batean eliminatzeko erabiltzen dena, zelularen funtzionamendurako beharren arabera. Gainera, eraldaketa post-translational honekin zelulak gaitasuna du beste prozesu eta funtzioak kontrolatzeko. Izan ere, hala nola, lotutako ubikuitina, edo beste molekula loteslea -SUMO eta NEDD8 adibidez-, markatutako proteinaren degradazioa ez da beti helburua, baizik eta zelularen barneko posizio aldaketa edota beste proteina batzuekin elkarrekintza eragin ahal izango du.

UPStream-ek proposatzen du azken teknologia eta ezagutzak erabiltzea kimika, biokimika, genetika eta biologia molekularraren arloetan, lotutako ubikuitina eta beste molekulen bitarteko eraldaketa post-translationalak aztertzeko. Prestakuntzan jardungo diren 12 zientzialari gazteek berariazko prestakuntza jasoko dute arlo hauetan eta ikastaro bereziak jasoko dituzte, parte-hartzaile diren erakundeetan garatuko direla kurtso hauek. Horien artean, gehienak erakunde publikoak dira, sektore pribatuarekin lankidetzan. Proiektua, CIC bioGUNE ikerkuntza zentroa buru duela, 4 urte iraungo du.

FRANÇAIS

UPStream est un réseau international financié par l´Union Européenne dont l´objectif principal est la formation d´une nouvelle génération de scientifiques européens dans un domaine compétitif et complexe de la biologie moderne : la compréhension de la régulation des modifications post-traductionnelles des protéines et le système de dégradation des protéines dépendantes de l´ubiquitine (UPS, système ubiquitine protéasome), dans le but de développer de potentiels nouveaux médicaments.

Au sein d´une cellule, les protéines sont continuellement synthétisées et modifiées pour assurer une fonction bien spécifique (modifications post-traductionnelles). De plus, la vie de ces protéines est très bien contrôlée puisqu´elles sont détruites quand la cellule n´en a pas besoin ou encore quand la synthèse se s´est pas déroulée correctement. Le processus biochimique de modification post-traductionelle par l´ubiquitine s´appelle l´ubiquitination reconnue specifiquement par le système de destruction de la cellule (le protéasome). De plus, l´ubiquitination sert également à contrôler d´autres fonctions liées ou non à la dégradation. De ce fait, l´union de l´ubiquitine ou des autres molécules de modification comme SUMO ou NEDD8 à une protéine déterminée ne conduit pas nécessairement à la dégradation mais peut conduire à des changements conformationnels et /ou  à des interactions differentes face à d´autres proteines pouvant entraîner une grande diversité d´effets consécutifs.

UPStream propose d´utiliser les dernières avancées technologiques ainsi que la littérature pour explorer les aspects biochimiques, moléculaires et génétiques des modifications post-traductionnelles par l´ubiquitine et des autres molécules associées. Les jeunes scientifiques (12 au total) recevront une formation spécifique dans ce domaine et suivront des cours spécialisés dans les centres de recherche participant. La majorité des centres sont des organismes publics travaillant en collaboration avec des centres privés. Le projet dirigé par le CIC bioGUNE durera 4 ans.