|
|
Sekvence tvořící G-kvadruplexy v lidském genu a jeho homolozích pro amyloid beta prekursor
Stránská, Anna ; Šedrlová, Zuzana (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
APP gen kóduje transmembránový protein amyloid beta prekursor, který je exprimován v mnoha typech buněk, včetně neuronů. Jeho funkce nebyly zatím zcela popsány, je ale zřejmé, že u něj probíhá štěpení před exportem do extracelulárního prostoru. Dochází k jeho degradaci po různých rozkladných drahách a homodimerizaci, při které mohou vzniknout částice s protektivní funkcí neuronů stejně tak jako fragmenty, které jsou toxické a způsobují smrt nervových buněk. Vznik škodlivých amyloidních beta plaků a jejich hromadění mezi neurony v mozku je úzce spjato se vznikem a postupem Alzheimerovy choroby, neurodegenerativního onemocnění mozku projevujícího se smrtí a ztrátou neuronů, která vede k nástupu demence, tedy ztráty kognitivních funkcí. V současné době existuje mnoho výzkumů, které se zabývají souvislostmi mezi neurodegenerativními onemocněními a výskytem G-kvadruplexů v genech, které jsou zapojeny do projevů nemocí. G-kvadruplexy jsou nekanonické sekundární struktury nukleových kyselin DNA a RNA, které vznikají v oblastech bohatých na guanin. Jsou významné především z hlediska jejich spojitosti s biologickými procesy jako je regulace genové exprese v genech a převážně v onkogenech, protože se vyskytují ve významných oblastech genu jako je promotor. Je možné je stabilizovat malými molekulami, a právě této schopnosti je využíváno ve výzkumu terapeutické léčby různých onemocnění. Ke zjištění důležitosti vyplývající z lokalizace a konzervovanosti G-kvadruplexů vyskytujících se v lidském APP genu, byla provedena bioinformatická analýza jak genu člověka, tak 346 dalších genových homologů. Pro tento účel byl použit program G4Hunter, který poskytl informace o nalezených sekvencích s potenciálem tvořit G-kvadruplex, jako je jejich umístění či G4Hunter skóre. Dále byla provedena in vitro analýza pomocí činidla thioflavin T, která otestovala schopnost nalezených sekvencí tvořit G-kvadruplexy za fyziologických podmínek. Výsledky potvrdily přítomnost a evoluční důležitost G-kvadruplexů nalezených v APP genu Homo sapiens a jejich schopnost skládat se v přítomnosti solí jako je sodík a draslík do kvadruplexních struktur.
|
|
|
Vliv makroelementů z potravy na DNA a epigenetický profil
Veselý, Zdeněk ; Kouřilová, Xenie (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Makroelementy obsažené v potravě mají důležitou funkci pro lidský organismus. Podílí se na řadě biochemických reakcí v lidském těle a jejich vyvážené množství je důležité pro prevenci vážných onemocnění. V teoretické části bakalářské práce byla popsána funkce minerálních látek v lidském organismu, funkce DNA a epigenetických mechanismů, jako je metylace DNA nebo modifikace histonů. Byl popsán vliv výživy a funkce vybraných makroelementů – sodík, hořčík, vápník, draslík na epigenetické modifikace a na stabilitu G-kvadruplexů. Cílem experimentální části práce bylo studovat vliv těchto látek na DNA struktury in vitro a připravit experimentálně pro studium in vivo.
|
|
|
Polyphenols in nutritions and their effect on DNA
Osorio, Juan ; Černayová, Diana (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Epidemiological studies have shown the effect of plant-derived food consumption in the prevention of a wide range of diseases. The natural antioxidants present in these foods, among which polyphenols are very relevant, may be responsible for this health-promoting activity. The aim of this bachelor thesis is to submit evidence in the interaction of certain polyphenols with the genetic material through different signaling mechanisms, especially regarding the stabilization of the non-canonical DNA structure G-quadruplex and therefore point out the most selective substance to inhibit biochemical processes. Furthermore, the thesis includes detailed information that might help understand how polyphenol compounds can be attached to the DNA through epigenetic mechanisms and G4 structures, and which factors may affect the efficiency of these. Different experiments, by biological and experimental repetition, were used to corroborate the interaction between the compounds and DNA.
|
|
|
Vliv přírodních a syntetických ligandů G4 na transaktivaci p53
Perná, Kristýna ; Smetana, Jan (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
V promotorech lidských genů se vyskytují sekundární struktury DNA, jako jsou například G-kvadruplexy. Dysfunkce těchto kvadruplexových struktur byly pozorovány u několika případů nádorových onemocnění, a proto jsou tyto struktury předmětem výzkumu pro návrh nových protinádorových léčiv. Protein p53 je důležitým regulačním proteinem v procesu řízení buněčného cyklu a opravy DNA. Mutace v genu kódující tento protein se objevují u více než 50 % případů onkologických onemocnění. V této práci byl zkoumán vliv přírodních ligandů, vázající se na G-kvadruplexy, na vazbu a aktivitu proteinu p53. V teoretické části diplomové práce byla popsána struktura a vazebné vlastnosti proteinu p53, struktura a role G-kvadruplexů a byly popsány vybrané G4-ligandy vyskytující se v potravinách – kurkumin, kvercetin, berberin a kyselina ellagová. Cílem experimentální části této práce bylo zjistit vliv těchto látek na transaktivační aktivitu proteinu p53 in vivo na základě jejich interakce s G-kvadruplexy pomocí kvasinkových izogenních systémů. Interakce mezi vybranými G-kvadruplexovými strukturami a ligandy byla nejprve ověřena in vitro pomocí ThT testu a cirkulárního dichroismu.
|
|
|
Vliv skladování na mikrobiální složení francouzského sýru Saint-nectaire
Šislerová, Lucie ; Mikulíková, Renata (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Předmětem mé práce je porovnání mikrobiálního složení mezi farmářským a mlékárenským typem sýru Saint-nectaire a vliv doby a teploty skladování na vývoj mikrobiálního složení, obsah mastných kyselin a aromatických látek. Pomocí RT-PCR byly identifikovány vybrané mikroorganismy. U farmářského typu Saint-nectaire byly oproti mlékárenskému typu navíc identifikovány Penicillium roqueforti a fuscoglaucum. U obou typů sýru bylo detekováno nejvyšší množství vybraných mikroorganismů u sýru čerstvého. Při skladování při 20 °C se objevil nárůst oproti sýru čerstvému u těchto mikroorganismů: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Cladosporium herbarum a Penicillium commune a camemberti, a dále byla zaznamenána přítomnost kontaminantů a patogenních organismů. Po týdnu skladování při 20 °C šlo o Micrococcus luteus, Salmonella enterica a Staphylococcus aureus a po dalších dvou týdnech skladování byla navíc identifikována Listeria monocytogenes. Obsah mastných kyselin a těkavých látek byl porovnán u pěti vzorků: sýr čerstvý, sýr skladovaný v lednici po dobu jednoho týdne a tří týdnů a sýr skladovaný při 20 °C po dobu jednoho týdne a tří týdnů. Byl změřen obsah vázaných a volných mastných kyselin, obojí pomocí GC-FID. Obsah vázaných mastných kyselin byl srovnatelný u všech měřených vzorků. Nejvyšší obsah volných mastných kyselin byl u sýru po třech týdnech skladování při 20 °C. Nejvíce zastoupenou mastnou kyselinou je kyselina palmitová. Těkavé látky byly stanoveny pomocí metody HS-SPME-GC-MS. Nejvíce těkavých látek bylo identifikováno v sýru po třech týdnech při 20 °C a v sýru po týdnu v lednici. Nejvíce zastoupenými skupinami byly alkoholy, ketony a kyseliny.
|
|
|
Využití molekulárních technik k charakterizaci kvasinek rodu Metschnikowia
Schneiderwindová, Nicole ; Brázda, Václav (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá možnostmi provedení a využití molekulárních metod k charakterizaci kvasinek rodu Metschnikowia a také aplikací metod v biotechnologiích případně v potravinářském průmyslu. V teoretické části je zaměřená na stručný popis kvasinek, zejména vybraných druhů, které se používaly během praktické části, možnosti jejich využití, a především na detailní popis všech použitých molekulárních technik. V praktické části se zaměřuje na optimalizaci použitých molekulárních metod, konkrétně metody pulzní gelové elektroforézy (PFGE) a metody denaturační gradientové gelové elektroforézy (DGGE). Na začátku byla provedena kultivace kvasinek za optimálních podmínek, které jsou pro tento rod specifické. Dále byla pomocí izolačních technik izolována jejich DNA, která byla následně podrobena zpracování pomocí metod PFGE a PCR–DGGE. Nejvíce bylo třeba optimalizovat postup izolace DNA. Bylo provedeno několik optimalizací koncentrace lyzačních enzymů, zejména pak enzymu lytikázy. Také bylo potřeba stanovit správný poměr low-melting agarosy a izolované DNA, což bylo zásadní pro správnou konzistenci izolovaných DNA bločků a pro jejich další uplatnění při PFGE analýze. Nakonec byla provedena optimalizace metody PFGE, která přinesla správné rozdělení chromozomů, díky čemuž bylo možné jednotlivé chromozomy popsat dle jejich velikosti podle použitého standardu CHEF kvasinky Hansenula wingei. Pro správnou optimalizaci samotného procesu DGGE analýzy bylo třeba nejdříve izolovat kvasinkovou DNA pomocí kitu, tato DNA byla následně použita jako templát pro PCR reakci. Byla optimalizována také teplota annealingu pro jednotlivé skupiny použitých primerů. Amplikony, které byly získány pomocí této reakce byly separovány pomocí metody DGGE. U této techniky bylo zapotřebí především optimalizace základních parametrů jako je rozsah denaturačního gradientu či celkový čas separace. Dle výsledků měření lze určit, že postup izolace DNA kvasinek a jejich následná analýza pomocí molekulárních metod pulzní gelové elektroforézy a denaturační gradientové gelové elektroforézy byla úspěšná. Podařilo se nám alespoň částečně popsat genom a určit počet chromozomů u všech použitých druhů kvasinek rodu Metschnikowia.
|
|
|
Mutant p53 protein and its binding and transactivation properties
Vojsovič, Matúš ; Němcová, Andrea (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
The "genome guardian" protein p53 plays an important role in cancer growth. P53 mutations occur in more than 50 % of human cancers. Mutated proteins significantly affect the proper functioning of cells. Due to the mutation, proteins can gain, but also lose, some of their functions, which also help them in modulating cell metabolism. Mutant forms of p53 may be involved in indirect binding or direct binding to DNA. They appeared to have a lower binding activity to the DNA than non-mutated p53. The experimental part of the thesis focuses on measuring the binding properties of selected p53 mutants using gel retardation analysis and using an atomic force microscope and monitoring the transactivation potential. The results were compared with the wild-type form of p53. It has been found that binding to the most common types of local DNA structures reduces the binding activity of p53 mutants over the wild-type. P53 mutants has been shown to have a lower intensity of transactivation than the wild-type p53 by studying their transactivation abilities and also they are able to reduce the intensity of transactivation when co-expressed with p53.
|
|
|
Analýza lokalizace inverzních repetic v bakteriálních genomech
Šedý, Michal ; Zemanová, Jana (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Inverzní repetice (IR) jsou přirozenou součástí DNA všech známých prokaryotických i eukaryotických organismů. Inverzní repetice mají důležitou roli při regulaci základních buněčných procesů. Jsou zodpovědné za vznik křížových struktur. Inverzní repetice taktéž zapříčiňují genomovou nestabilitu a mohou být zdrojem řady mutací. Křížové struktury mohou být rozeznávány celou řadou DNA vazebných proteinů a také mohou fungovat jako transkripční regulátory. Pomocí nástroje Palindrom analyser byla analyzována frekvence výskytu a lokalizace inverzních repetic v bakteriálních genomech. Frekvence výskytu inverzních repetic napříč bakteriálními genomy vykazuje variabilní charakter. Frekvence výskytu krátkých inverzní repetic vykazuje přibližně kvadratickou závislost na % obsahu GC párů v genomu s minimem okolo 50 % obsahu GC. Lokalizace inverzních repetic vzhledem k funkčním oblastem DNA vykazuje nenáhodný charakter rozložení. Frekvence výskytu IR u většiny sledovaných funkčních oblastí je vyšší „vně“ než „uvnitř“.
|
|
|
Vliv různých kosmetických polysacharidů jako prebiotik na mikrobiom kůže
Pelánová, Lenka ; Brázda, Václav (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá sledováním vlivu polysacharidů, které se používají jako přísada do kosmetických výrobků, na sledované druhy bakterií, které jsou součástí mikrobiomu kůže. A také zkoumáním vlivu polysacharidů jako prebiotik na vybrané sledované druhy bakterií, které jsou součástí mikrobiomu kůže. V rámci stanovení účinků na mikrobiom kůže byly vybrány dva polysacharidy: Nanomoist a PoLevan S. První část práce se zaměřuje na literární rešerši, která se zabývá anatomií kůže, kožními onemocněními a kožním mikrobiomem a jeho funkcí. Experimentální část je zaměřena na sledování změn v množstevním zastoupení vybraných mikroorganismů mikrobiomu kůže, před a po aplikaci polysacharidů na kůži, pomocí qPCR. Sledovány byly bakterie Staphylococcus epidermidis, Cutibacterium acnes, Escherichia coli a Micrococcus luteus. PCR produkty byly detekovány pomocí agarózové gelové elektroforézy. Bakterie Staphylococcus epidermidis byla na kůži detekována v největší míře a to zejména po aplikaci polysacharidů Nanomoist a PoLevan S. Byl tedy zjištěn pozitivní vliv obou polysacharidů na růst této bakterie.
|
|
|
Bioinformatic analysis of PHA synthases of thermophilic bacteria
Brondová, Zuzana ; Brázda, Václav (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
The thesis deals with bioinformatics analysis, the aim of which was to find a suitable producer of PHA for new generation industrial biotechnologies from the collection of found thermophilic bacteria. Part of experiments was the finding of several thermophilic bacteria based on the similarity of the protein sequence of the phaC gene of the bacterium Cupriavidus necator. The next part of thesis was a literature search of the abilities of these thermophilic bacteria focused on culture conditions and the spectrum of usable substrates. Subsequently, five bacteria were selected for use in NGBI based on the information obtained. Freely available databases were used during the experimental work, and evolutionary analysis were performed in MEGA X and Operon-mapper. Rubrobacter xylanophilus with collection number DSM 9941 was selected from the collection of bacterial strains as the most promising PHA producer for NGIB. The high culture temperature of up to 70 ° C and a large amount of utilized carbohydrate substrates were considered decisive. An interesting result of the analysis was to find the gene sequences of two classes of PHA synthase – I. and III. class, as for a single bacterial strain from the entire collection. Additional genes linked to PHA metabolism were found in genome analysis.
|
host ::
RSS.