
PhD Arne Gennerich
- Profesor, Departamento de Bioquímica
Área de investigación
- Mecanismos moleculares de las proteínas motoras basadas en microtúbulos en la salud y la enfermedad, elongación de la transcripción por las ARN polimerasas II y III, biofísica de moléculas individuales, desarrollo y aplicación de tecnologías de moléculas individuales.
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- Albert Einstein College of Medicine Jack and Pearl Resnick Campus 1300 Morris Park Avenue Edificio Forchheimer 628C Bronx, NY 10461
Intereses profesionales
La investigación de nuestro laboratorio se centra en el desarrollo de técnicas avanzadas de microscopía de alta resolución y de moléculas individuales y su aplicación para estudiar cómo funcionan los motores biomoleculares y generan movimiento biológico. En particular, el Laboratorio Gennerich combina la biofísica de moléculas individuales con la biología molecular y la bioquímica para estudiar los mecanismos moleculares que subyacen a la división celular, el transporte intracelular de orgánulos y ARNm, así como los mecanismos moleculares que subyacen a la regulación de la elongación de la transcripción por las ARN polimerasas. La investigación actual se centra en las funciones moleculares de los motores de microtúbulos kinesinas y dineína citoplasmática (máquinas moleculares que aprovechan la energía química de la hidrólisis del ATP para realizar trabajo mecánico en células eucariotas), la regulación de la elongación de la transcripción basada en la ARN polimerasa II a través de nucleosomas y el mecanismo molecular de la elongación de la transcripción por la ARN polimerasa III. Utilizamos un enfoque multidisciplinario que integra ensayos ultrasensibles de moléculas individuales (captura óptica de alta resolución y microscopía de fluorescencia de moléculas individuales) y enfoques genéticos como la recombinación homóloga para analizar los mecanismos de las proteínas motoras basadas en microtúbulos y ADN. Nuestro objetivo a largo plazo es comprender los principios fundamentales de diseño de los motores biomoleculares y la base molecular de las enfermedades humanas con defectos subyacentes en la función motora.
Publicaciones Seleccionadas
Benoit, MPMH*, L. Rao*, AB Asenjo, A. Gennerich #, y H. Sosa # . La crio-EM revela el mecanismo de procesividad de la kinesina KIF1A y el impacto de su variante patogénica P305L. Comunidad Nacional 15:5530 (*: co-primeros autores; #: autores correspondientes).
Rao, L. y A. Gennerich . Estructura y función de las subunidades no catalíticas de la dineína. 2024. Células, 13:330.
Liu, X., L. Rao y A. Gennerich . Mediciones de las tasas de desprendimiento dependientes de la fuerza de la dineína citoplasmática de los microtúbulos. 2023. “Dynein”. Métodos Mol. Biol., 2623:221-238.
Rao, L. y A. Gennerich . Estudios de moléculas individuales sobre el movimiento y la generación de fuerza del motor de kinesina-3 KIF1A. 2022. “Pinzas ópticas II”. Métodos Mol. Biol. 2478:585-608.
Fu, X* , #, L. Rao*, P. Li, X. Liu, Q. Wang, AI Son, A. Gennerich #, JS-H. Liu#. La doblecortina y el JIP3 son reguladores específicos neuronales que contrarrestan el tráfico retrógrado mediado por dineína. 2022. Vida electrónica, e82218 (*: coautores principales; #: autores correspondientes).
Pant, DC*, J. Parameswaran*, L. Rao L, L. Shi, G. Chilukuri, Z. McEachin, G. Bassell, S. Atienzar-Saez, B. Traynor, J. Glass, A. Gennerich, J. Jiang. El mutante KIF5A Δexon27 vinculado a ELA causa toxicidad neuronal a través de la ganancia de función. 2022. EMBO Rep., e54234 (*: coautores principales).
Impastato, AC*, A. Shemet*, N. Vepřek, G. Saper, L. Rao, H. Hess, A. Gennerich#, D. Trauner#. Control óptico de la mitosis con inhibidor de Eg5 fotosensible. 2022. Angew. Chem. Int. Ed., 61:e202115846 (*: coautores principales; #: autores correspondientes).
Blasius, LT*, Y. Yue*, R. Prasad, X. Liu, A. Gennerich, y KJ Verhey. Secuencias separadas en el dominio del tallo regulan la autoinhibición y la localización de la punta ciliar de la kinesina-4 inmóvil KIF7. 2021. Revista de Ciencias Celulares., aceptado (*: co-primeros autores).
Lam, AJ, L. Rao, Y. Anazawa, K. Okada, K. Chiba, S. Niwa, A. Gennerich*, D. W. Nowakowski*, RJ McKenney*. Mutación de enfermedades humanas dentro de un genoma conservado10-La hélice en el dominio motor KIF1A revela un papel fundamental para la función de la kinesina. 2021. Ciencias Adv. 7:eabf1002 (*: autores correspondientes).
Boyle, L., L. Rao, S. Kaur, X. Fan, C. Mebane, L. Hamm, A. Thornton, JT Ahrendsen, MP Anderson, J. Christodoulou, A. Gennerich, Y. Shen, WK Chung. El genotipo y los defectos en la motilidad basada en microtúbulos se correlacionan con la gravedad clínica en el trastorno neurológico asociado a KIF1A. 2021. Avances en genética y genómica humana 100026.
Budaitis, BG*, S. Jariwala*, L. Rao*, Y. Yue, D. Septiembre#, K. J. Verhey#, A. Gennerich #Las mutaciones patógenas en el motor de la kinesina-3 KIF1A disminuyen la generación de fuerza y el movimiento a través de mecanismos alostéricos. 2021. Revista de Biología Celular y Celular. 220:e202004227 (*: coautores principales ordenados alfabéticamente; #: autores correspondientes).
Liu, X., L. Rao y A. Gennerich. La función reguladora del dominio ATPasa AAA4 de la dineína citoplasmática. 2020. Comunidad Nacional 11:5952.
Brenner, D., F. Berger, L. Rao, MP Nicholas y A. GennerichLa producción de fuerza de dineína citoplasmática humana está limitada por su procesividad. 2020. Ciencias Adv. 6:eaaz4295.
Rao, L., F. Berger, MP Nicholas y A. GennerichMecanismo molecular de la detección de la tensión de la dineína citoplasmática. 2019. Comunidad Nacional 10:3332.
Rao, L., M. Hülsemann y A. GennerichCombinación de estudios de estructura-función y de moléculas individuales sobre la dineína citoplasmática. 2018. Métodos Mol. Biol. 1665:53-89.
Nicholas, diputado, F. Berger, L. Rao, S. Brenner, C. Cho y A. GennerichLa dineína citoplasmática regula su unión a los microtúbulos a través de la mecanodetección por cambio de estado de nucleótidos en múltiples dominios AAA. 2015. PNAS 12:6371-6376.
Nicholas, MP*, P. Höök*, S. Brenner, C. Lazar, RB Vallee# y A. Gennerich#. Control de la producción de fuerza y procesividad de la dineína citoplasmática por su dominio C-terminal. 2015. Comunidad Nacional 6:6206 (*: Co-primeros autores; #: coautores correspondientes).
Nicolás, diputado, L. Rao y A. GennerichUn ensayo de pinzas ópticas mejorado para medir la generación de fuerza de moléculas de kinesina individuales. 2014. Métodos Mol. Biol. 1136:171-246.
Nicolás, diputado, L. Rao y A. GennerichInmovilización covalente de microtúbulos en superficies de vidrio para mediciones de fuerza motora molecular y otros ensayos de moléculas individuales. 2014. Métodos Mol. Biol. 1136:137-169.
Gennerich, A. Motores moleculares: el ADN toma el control. 2014. Nat. Nanotecnología. 9:11-12 (artículo invitado de Noticias y Opiniones).
Rao, L.*, Romes, EM*, MP Nicholas, S. Brenner, T. Ashutosh, A. Gennerich# y KC Slep#. El complejo dineína de levadura dyn2-pac11 es un factor de dimerización/procesividad de la dineína: caracterización estructural y de moléculas individuales. 2013. Mol. Biol. Célula 24:2362-2377 (*: co-primeros autores; #: coautores correspondientes).
Shih, S.-M., F. Kocabas, B. Engel, A. Gennerich, W. Marshall y A. Yildiz. Análisis de moléculas individuales del transporte intraflagelar en Chlamydomonas reinhardtii. 2013. Vida electrónica 2:e00744
Gennerich, A., y SL Reck-Peterson. Investigación de la generación de fuerza y el comportamiento de avance de la dineína citoplasmática. 2011. Métodos Mol. Biol. 783:63-80.
Reck-Peterson, SL, RD Vale y A. Gennerich. “Propiedades móviles de la dineína citoplasmática”. En: “Handbook of Dynein” (Pan Stanford Publishing). 2011. Editores: Linda Amos y Keiko Hirose.
Huckaba, T., A. GennerichJE Wilhelm, A. Chishti y RD Vale. La kinesina 73 es un motor procesivo que se localiza en los orgánulos que contienen Rab5. 2011. Revista de química biológica. 286:7457-7467.
Yildiz, A., M. Tomishige, A. Gennerich, y RD Vale. La tensión intramolecular coordina el comportamiento de avance de la kinesina a lo largo de los microtúbulos. 2008. Celúla, 134:1030-1041.
Gennerich, A., AP Carter, SL Reck-Peterson y RD Vale. Escalonamiento bidireccional inducido por fuerza de la dineína citoplasmática. 2007. Celúla 131:952-965.
Imanishi, M., NF Endres, A. Gennerich, y RD Vale. La autoinhibición regula la motilidad del motor de transporte intraflagelar OSM-3 de C. elegans. 2006. J. Biología celular. 174:931-937.
Reck-Peterson, SL, A. Yildiz, AP Carter, A. Gennerich, N. Zhang y RD Vale. Comportamiento escalonado y requisitos estructurales para la procesividad de la dineína citoplasmática. 2006. Celúla 126:335-348.
Gennerich, A. y D. Schild. El seguimiento de partículas finitas revela cambios de tamaño submicroscópicos en las mitocondrias durante el transporte en las dendritas de las células mitrales. 2006. Física Biológica. 3:45-53.
Gennerich, A. y D. Schild. Dimensionamiento de partículas fluorescentes finitas con precisión a escala nanométrica mediante análisis de imágenes por convolución y correlación. 2005. Eur. Biophys. J. 34:181-99.
Gennerich, A. y D. Schild. Difusión anisotrópica en las dendritas de las células mitrales revelada por espectroscopia de correlación de fluorescencia. 2002. Biofisica J. 83:510-522.
Pedro, F., A. Gennerich, D. Czesnik y D. Schild. Pinza de tensión de baja frecuencia: registro de transitorios de tensión a tensión de comando promedio constante. 2000. J. Neurosci. Meth. 99:129-135.
Gennerich, A. y D. Schild. La espectroscopia de correlación de fluorescencia en compartimentos citosólicos pequeños depende críticamente del modelo de difusión utilizado. 2000. Biofisica J. 79:3294-3306.