|
|
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.
|
|
|
Onkogenní promotor c-myc jako cíl pro nový typ heterocyklických dikationtů stabilizujících G-kvadruplex.
Pohlová, Lenka ; Šmídková, Martina (vedoucí práce) ; Hájková, Hana (oponent)
Onkogenní promotor c-myc jako cíl pro nový typ heterocyklických dikationtů stabilizujících G-kvadruplex Lenka Pohlová Abstrakt: Diplomová práce studuje účinek nově syntetizované skupiny látek, helquatů, na expresi jednoho z nejdůležitějších hráčů maligní transformace a tumorigeneze c-myc prostřednictvím stabilizace G-kvadruplexu v c-myc promotoru. Schopnost stabilizace G-kvadruplexu c-myc byla otestována u 101 helquatů za použití duální luciferázové reportérové metody. Takto byla zjištěna schopnost stabilizovat G-kvadruplex c-myc u 13 hequatů. Porovnáním výsledků duální luciferázové reportérové metody a FRET melting assay bylo vybráno 8 úspěšných helquatů, u kterých byl posouzen vliv na buněčnou viabilitu nádorových (HeLa S3) a nenádorových (HUVEC) buněčných liniích. 3 helquaty vykazovaly cytotoxický účinek na nádorových buňkách. Na viabilitu nenádorových buněk nebyl u těchto 3 hequatů pozorován žádný účinek. Dále byl sledován vliv těchto 3 hlequatů na expresi c-myc na úrovni mRNA a proteinu, přičemž výrazný vliv studovaných látek na expresi c-myc mRNA nebyl shledán u většiny inkubačních časů. Snížení hladiny mRNA bylo pozorováno pouze u 24 hod inkubačního času u 2 helquatů (LS702 a MJ656) a to o 30 %. Snížení exprese na úrovni proteinu bylo pozorováno u všech testovaných helquatů, přičemž nejvýraznější...
|
|
|
Využití kvasinkového isogenního systému pro studium interakcí proteinu IFI16 s DNA
Kratochvilová, Libuše ; Šedrlová, Zuzana (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá vazbou interferonem gama indukovaného proteinu 16 (IFI16) k sekundárním lokálním strukturám G-kvadruplexu (G4) a jeho mutacím v jednohybridním kvasinkovém systému (Y1H). Protein IFI16 v buňce rozpoznává vlastní a cizorodou nebo poškozenou DNA, podílí se na tvorbě inflamazomu a indukuje expresi interferonu typu I (IFN-I). Rovněž má podíl na regulaci transkripce a restrikci virové infekce. Bylo prokázáno, že protein IFI16 se preferenčně váže ke strukturám G-kvadruplexů a je schopen je touto vazbou stabilizovat. G-kvadruplexy jsou řazeny mezi nekanonické struktury DNA a RNA tvořené sekvencemi bohaté na G. Snadno jsou tvořeny za fyziologických podmínek a nachází se v řadě významných regulačních strukturách genomu jako jsou telomery nebo promotory onkogenů. Jsou také součástí řady virových genomů. To z nich dělá vynikající potenciální cíle při léčbě nádorových a virových onemocnění. V první experimentální části práce byly připraveny nové reportérové kmeny kvasinek S. cerevisiae metodou Delitto Perfetto, které se lišily pouze v sekvenci s potenciálem tvorby G-kvadruplexu, které byly navrženy a analyzovány programem DNA Analyser. Správnost vkládaných sekvencí byla ověřena PCR a Sangerovým sekvenováním a srovnáním s dodanými sekvencemi oligonukleotidů programem Blast. V druhé části práce byly nově připravené kmeny transformovány vektory pro expresi proteinů p53, IFI16 a posuzován vliv vazby IFI16-G4 na expresi reportérového genu ve spojitosti s nádorovým supresorem p53 s využitím luciferázových reportérových testů. Vyhodnocení proběhlo na základě statistické analýzy velikostí účinků získaných po normalizování signálu luminescence na optickou hustotu kultury při vlnové délce 600 nm. Ze získaných výsledků vyplývá, že protein IFI16 má různý vliv na trans-aktivační potenciál nádorového supresoru p53 v závislosti na vazbě k vznikajícím strukturám v blízkosti promotoru genu, a že k úspěšnému vytvoření G-kvadruplexu bylo třeba dosáhnout prahové hodnoty G4Hunteru skóre alespoň 1,591 a zohlednit potenciál dané sekvence formovat úspěšně alespoň 2 G-tetrády.
|
|
|
Bioinformatické analýzy lokálních struktur DNA u vybraných patogenů
Dobrovolná, Michaela ; Kouřilová, Xenie (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Onemocnění způsobená parazitickými červy jsou velmi rozšířená u lidí v rozvojových zemích. Podle WHO jsou parazity celosvětově infikovány přibližně 2 miliardy lidí. Etiologickými činiteli parazitických infekcí jsou zejména parazité kmene Nematoda (hlístice) a Platyhelminthes (ploštěnci) vyvolávající reakce imunitního systému, způsobující podvýživu a chudokrevnost, které jsou primární příčinou úmrtí. Vzrůstající rezistence parazitů na lidská anthelmintika je urychlována jejich nadužíváním, špatnou prevencí a kontrolou infekce. Terapeutický potenciál malých molekulových G4 ligandů byl demonstrován například při stabilizaci struktur G-kvadruplexů, anebo eliminaci patogenů rezistentních na léky. G-kvadruplexy jsou typem sekundární struktury nukleových kyselin tvořené v oblastech bohatých na guanin se schopností regulovat proces genové exprese, opravy poškozené DNA nebo transkripce a translace v onkogenech. K identifikaci a porovnání sekvencí potenciálně tvořících G-kvadruplex (PQS) v jaderných a mitochondriálních genomech šesti zástupců kmene Platyhelminthes a čtyř zástupců kmene Nematoda (které by mohly ukázat vhodná cílová místa pro navázání G4 ligandů sloužící k predikci nových míst účinků léčiv a pomoci při vývoji efektivnějších léčiv) byl požit webový nástroj G4Hunter. Byla potvrzena nenáhodná distribuce PQS v genomu a mtDNA analyzovaných organismů. Nejvíce G-kvadruplexů bylo lokalizováno v těsné blízkosti genů, což naznačuje jejich roli v genové regulaci. Zajímavé je, že v méně infekčních zástupcích kmene Platyhelminthes bylo nalezeno více PQS v porovnání s více infekčními zástupci téhož kmene. Naproti tomu byla u organismu Ascaris lumbricoides spadajícího do kmene Nematoda dokázána přítomnost vysoce stabilních PQS. Tento vysoce patogenní druh je schopen tolerovat velmi stabilní G4, které nejsou u srovnávacího organismu Caenorhabditis elegans téměř vůbec přítomny.
|
|
|
Optimalizace algoritmu pro detekci G-kvadruplexů
Labudová, Dominika ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Hon, Jiří (vedoucí práce)
Detekcia G-kvadruplexov v DNA bola v posledných rokoch cieľom viacerých štúdií. Dôsledkom bol vznik viacerých identifikačných nástrojov. Táto bakalárska práca sa zameriava na analýzu a optimalizáciu nástroja pqsfinder ako aj vytvorenie užívateľského rozhrania pre tento nástroj. Optimalizácia poskytla významný nárast v rýchlosti algoritmu a taktiež jeho schopnosti spracovávať dlhé DNA sekvencie. Užívateľské rozhranie bolo navrhnuté a implementované za použitia moderných a efektívnych technológií s dôrazom na užívateľskú prívetivosť webovej aplikácie.
|
|
|
Onkogenní promotor c-myc jako cíl pro nový typ heterocyklických dikationtů stabilizujících G-kvadruplex.
Pohlová, Lenka ; Šmídková, Martina (vedoucí práce) ; Hájková, Hana (oponent)
Onkogenní promotor c-myc jako cíl pro nový typ heterocyklických dikationtů stabilizujících G-kvadruplex Lenka Pohlová Abstrakt: Diplomová práce studuje účinek nově syntetizované skupiny látek, helquatů, na expresi jednoho z nejdůležitějších hráčů maligní transformace a tumorigeneze c-myc prostřednictvím stabilizace G-kvadruplexu v c-myc promotoru. Schopnost stabilizace G-kvadruplexu c-myc byla otestována u 101 helquatů za použití duální luciferázové reportérové metody. Takto byla zjištěna schopnost stabilizovat G-kvadruplex c-myc u 13 hequatů. Porovnáním výsledků duální luciferázové reportérové metody a FRET melting assay bylo vybráno 8 úspěšných helquatů, u kterých byl posouzen vliv na buněčnou viabilitu nádorových (HeLa S3) a nenádorových (HUVEC) buněčných liniích. 3 helquaty vykazovaly cytotoxický účinek na nádorových buňkách. Na viabilitu nenádorových buněk nebyl u těchto 3 hequatů pozorován žádný účinek. Dále byl sledován vliv těchto 3 hlequatů na expresi c-myc na úrovni mRNA a proteinu, přičemž výrazný vliv studovaných látek na expresi c-myc mRNA nebyl shledán u většiny inkubačních časů. Snížení hladiny mRNA bylo pozorováno pouze u 24 hod inkubačního času u 2 helquatů (LS702 a MJ656) a to o 30 %. Snížení exprese na úrovni proteinu bylo pozorováno u všech testovaných helquatů, přičemž nejvýraznější...
|
host ::
RSS.