|
|
The role of transcription factors PU.1 a GATA-1 during leukemia differentiation.
Burda, Pavel ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Kořínek, Vladimír (oponent) ; Machová Poláková, Kateřina (oponent)
Hematopoéza neboli krvetvorba je proces regulovaný transkripčními faktory, mezi nimiž hrají klíčovou roli molekuly PU.1 (Spi1, Sfpi1) a GATA-1. GATA-1 a PU.1 se mohou na DNA vzájemně vázat a blokovat tím své transkripční programy. Myší erytroleukemické buňky (MEL) jsou transformované erythroidní prekurzory zablokované v pokročilejším stádiu erythroidní diferenciace, současně exprimují PU.1 i GATA-1 a lze u nich navodit erytroidní diferenciaci snížením hladiny PU.1 či zvýšení hladiny GATA-1 v jádře. Ve své práci ukazuji, že v MEL buňkách je PU.1 dependentní transkriptom negativně regulovaný pomocí GATA-1. Tuto represi a následně možnou derepresi podrobněji popisuji na genech Cebpa a Cbfb, které kódují další důležité hematopoetické transkripční faktory. Pomocí chromatinové imunoprecipitace a reportérových esejí jsme identifikovali vazebné sekvence DNA pro vazbu PU.1 na genech Cebpa a Cbfb, na nichž jsme v leukemických blastech detekovali současně faktory PU.1 i GATA-1. Regulace transkripce těchto genů manipulací hladiny PU.1 a GATA-1 zahrnuje kvantitativní změny úrovně acetylace H3K9, známky transkripčně aktivního chromatinu. Data jsou podpořena experimenty ukazujícími, že signifikantní derepresi genů Cebpa a Cbfb lze v MEL buňkách dosáhnout jak aktivací PU.1, tak i inaktivací GATA-1. Má disertační práci...
|
|
|
Aktin a komplex Arp2/3 v jádře
Němcová, Barbora ; Bellinvia, Erica (vedoucí práce) ; Hála, Michal (oponent)
Aktinový cytoskelet je nezbytný pro řadu buněčných procesů, včetně determinace tvaru, vývoje a pohybu buněk, vnitrobuněčný pohyb, regulace genové exprese a reakce na biotický a abiotický stres. Jeho hlavními složkami je aktin a jemu příbuzné proteiny, které vytvářejí obsáhlou rodinu proteinů. Jsou to nejrozšířenější proteiny v živých organismech. Kromě základních funkcí v cytoplazmě má aktin roli také v jádře. Nedávné studie ukázaly, že je aktin aktivně přemisťován z cytoplazmy do jádra, kde reguluje transkripční aktivitu buňky, reguluje RNA polymerázy, podílí se na remodelaci chromatinu a na opravě poškozené DNA. Přítomnost typických aktinových filament v jádře nebyla přímo prokázána, jaderný aktin se ale vyskytuje v mnoha formách jako jsou aktinové tyčinky, krátké polymery aktinu, aktinové monomery nebo komplexy s profilinem či kofilinem. Kromě klasického aktinu většina eukaryotických buněk také obsahuje alespoň jedenáct proteinů podobných aktinu, tzv. ARP (actin related proteins). ARP vykazují značnou příbuznost s aktinem. Nedávné biochemické a genetické studie prokázaly, že proteiny z rodiny ARP mají konzervované role v cytoplazmě i v jádře; některé ARP fungují převážně nebo zcela v jádře. Tyto jaderné ARP jsou uznávány jako klíčové regulátory funkce genomu a ovlivňují nejen remodelaci...
|
|
|
Role sekvenčního kontextu v metylaci DNA
Polák, Jan ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Širl, Marek (oponent)
Metylace DNA v cytosinu je důležitá epigenetická značka, která se podílí na regulaci genové exprese, umlčování transponovatelných elementůch a spoluurčuje celkový stavu chromatinu. Cytosin se v DNA může vyskytovat ve třech kontextech: CG, CHG a CHH (kde H zastupuje C, A, nebo T). Arabidopsis thaliana (a rostliny obecně) disponuje molekulárním aparátem, kterým je schopna metylovat DNA v cytosinu ve všech kontextech. Tento aparát má dva úkoly: udržovat již zavedené metylační značky a v případě potřeby vytvářet nové. Udržování metylace se pro jednotlivé kontexty liší svými mechanismy. K metylaci symetrických kontextů CG a CHG se využívá informace z již metylovaného vlákna. Asymetrické kontexty CHH a i CHG k metylaci využívají informaci z další epigenetické značky: modifikace histonů, konkrétně dimetylace histonu H3 na lysinu 9. Takto vzniká zpětnovazebná smyčka mezi metylací histonů a DNA. Metylace CHH pak také může být naváděna pomocí malých RNA komplementárních k danému místu. Mechanismus navádění metylačního enzymu pomocí malých RNA je také využíván při zavádění nových mDNA značek, a to v případě všech kontextů. Nejvíce je metylován kontext CG, který kromě velkého zastoupení v heterochromatinu je přítomný i v konstitutivně přepisovaných oblastech dlouhých středně intezivně přepisovaných genů....
|
|
|
Epigenetické aspekty normální a nádorové krvetvorby: role chromatin remodelační ISWI ATPázy.
Zikmund, Tomáš ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Dráber, Peter (oponent) ; Otáhal, Pavel (oponent)
Chromatin remodelační protein Smarca5 se účastní řady buněčných procesů, které jsou důležité jak z hlediska vývoje tkání, tak i z pohledu nádorové biologie. Mezi procesy, v průběhu kterých Smarca5 remodeluje chromatinovou strukturu, patří například genová transkripce, replikace a opravy poškozené DNA. Předpokládali jsme, že Smarca5 představuje esenciální molekulu pro modulaci chromatinu především ve vývojově časných a rychle se dělících progenitorech tkání, u nichž se často objevuje i zvýšená hladina transkriptu této ATPázy. Jednou z takovýchto tkání je i krvetvorba. Předmětem předkládané disertační práce je analýza vlivu deplece Smarca5 na proliferaci a diferenciaci krvetvorných progenitorů in vivo a zároveň hledání mechanizmů narušení jejich vývoje. Pomocí námi vytvořeného myšího modelu s podmíněně deletovatelnou alelou (angl. "conditional knockout") genu Smarca5 v krvetvorných kmenových buňkách jsme zjistili, že deplece této ISWI ATPázy způsobuje akumulaci časných hematopoetických protenitorů a inhibici jejich maturace směrem do erytroidní a myeloidní řady. Proerytroblasty vykazovaly dysplastické změny a u podstatné frakce bazofilních erytroblastů se objevovala zástava buněčného cyklu na rozhraní fází G2/M. Předpokládaným mechanizmem pozorovaných změn se ukázala být aktivace stresové dráhy...
|
|
|
Determinants of the splice site selection in protein-coding and long non-coding RNAs
Krchňáková, Zuzana ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Svoboda, Petr (oponent) ; Blažek, Dalibor (oponent)
Ve své dizertační práci jsem se zaměřila na několik málo proskoumaných oblastí regulace sestřihu RNA. V první části jsem analyzovala, jak chromatinové a transkripční regulační elementy mění sestřih pre-mRNA. Ve druhé části jsem studovala, proč jsou dlouhé nekódující RNA méně efektivně stříhané než mRNA kódující proteiny. Nakonec jsem zkoumala důležitost intronu pro aktivační funkci dlouhých nekódujících RNA. Bylo ukázáno, že chromatin a promotor mění alternativní sestřih. Zde jsem testovala, zda lokální chromatinové a vzdálené genomové prvky, které ovlivňují transkripci, mohou také modulovat sestřih. Použila jsem enzymy modifikující histony a pomocí TALE technologie je navedla na specifické oblasti ve FOSL1 genu. Pomocí tohoto přístupu jsem ukázala, že změny metylace v lyzínu 9 histónu H3 ovlivňují konstitutivní sestřih. Navíc podávám důkaz, že odstranení transkripčního zesilovače vzdáleného několik kilobází od alternativního exonu mění sestřih alternativního exonu. Mnohé dlouhé nekódujíci RNA podléhají stejnému mechanizmu zpracování jako pre- mRNA genů kódujících proteiny, ale často jsou neefektivně sestřiženy. Abychom identifikovali základní mechanismy tohoto jevu, hledali jsme možné inhibiční sekvence sestřihu u těchto dlouhých nekódujících RNA. Celogenomová analýza ukázala, že obecně dlouhé...
|
|
|
Molekulární a ultrastrukturní aspekty stavby holokinetických chromozomů
Šejgunovová, Nikola ; Král, Jiří (vedoucí práce) ; Dalíková, Martina (oponent)
Holokinetické chromozomy jsou zvláštním typem chromozomů, které se od chromozomů standardních (monocentrických) odlišují zejména difúzní podobou vazebné domény pro mikrotubuly (holocentromery). S tím jsou spojeny další změny na ultrastrukturní a molekulární úrovni. Tyto změny se projevují v modifikacích mitotického a meiotického dělení a v evoluci karyotypů. Holokinetické chromozomy nemají primární konstrikci, do které by lokalizovala centromera, a tedy ani vnitřní centromerickou doménu, která by spojovala sesterské chromatidy. Stavba kinetochoru holokinetických chromozomů se zdá být jednodušší než u chromozomů monocentrických. Kinetochor pokrývá většinu povrchu mitotických chromozomů. U organismů s holokinetickými chromozomy bylo popsáno několik variant meiózy, které se liší umístěním kinetochoru na chromozomu. Na molekulární úrovni se holokinetické chromozomy od chromozomů monocentrických liší rozložením proteinů centromericko-kinetochorového komplexu, které pokrývají značnou část povrchu mitotických a meiotických chromozomů. Jedná se například o centromerický histon H3 (CENH3), jehož množství a rozložení se navíc během interfáze a jaderného dělení liší, což je v porovnání s monocentrickými chromozomy unikátní. Odlišné je i rozložená epigenetických modifikací a repetitivních sekvencí.
|
|
|
Vývoj a testování buněčných modelů kondiciální inaktivace ISWI ATPázy Smarca5
Tauchmanová, Petra ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Burda, Pavel (oponent)
Jaderné procesy eukaryotických buněk (replikace, transkripce, opravy poškozené DNA a další) jsou z velké části závislé na regulaci chromatinové struktury. Dynamické regulace změn na úrovni chromatinové struktury se účastní i chromatin-remodelační faktory, využívající energii z hydrolýzy ATP. Jedním z těchto faktorů je protein Smarca5 (Snf2h), který je schopen samostatně, nebo s pomocí vazebných partnerů, lokálně měnit strukturu chromatinu. Cílem této práce bylo vytvořit a následně otestovat in vitro model myších embryonálních fibroblastů (MEF) s podmíněnou (kondiciální) delecí genu Smarca5 a testovat vliv této delece na obecné buněčné procesy, jimiž jsou například regulace buněčného cyklu, schopnost proliferace či proces opravy poškozené DNA. Výsledky naznačují, že u linií s deplecí proteinu Smarca5 dochází k výraznému narušení rychlosti proliferace již několik dní po indukci delece. Toto narušení proliferace je doprovázeno zvyšující se ploiditou a snížením množstvím buněk v S fázi a v mitóze. Po depleci proteinu Smarca5 bylo v liniích pozorováno také zvýšené zastoupení buněk v senescenci. Imunoblotová analýza ukázala, že u buněk po depleci Smarca5 dochází k nárůstu markerů indukujících poškození DNA. Získaná data naznačují, že protein Smarca5 hraje roli převážně v replikaci a pravděpodobně v...
|
|
|
Gene regulation in four dimensions
Vaňková Hausnerová, Viola ; Lanctôt, Christian (vedoucí práce) ; Převorovský, Martin (oponent) ; Krásný, Libor (oponent)
Zobrazování transkripce na úrovni jednotlivých buněk prokázalo, že se jedná o proces, který neprobíhá souvisle, ale přerušovaně. K tomuto pozorování, které bylo zaznamenáno u celé řady organizmů sahající od bakterií k savčím buňkám, se vztahuje nyní hojně využívaný termín transkripční pulzování. Dynamika transkripčního pulzování je ovlivněna jak rysy vlastními samotnému procesu transkripce, tak nadřazenými faktory jako je prostředí chromatinu, signální molekuly nebo fáze buněčného cyklu. V první části této práce jsme se zaměřili na regulaci transkripčního pulzování v jadérku. Pomocí mikroskopického sledování živých buněk jsme ukázali, že transkripce transgenu vloženého do jadérka a přepisovaného RNA polymerázou II probíhá v pulzech. Ve druhé části práce jsme se zabývali vztahem mezi dekondenzací chromatinu a dynamikou transkripce. Pomocí hyperosmotického média jsme indukovali globální kondenzaci chromatinu a objevili jsme, že během dekondenzace chromatinu dochází v jednotlivých živých buňkách k časově omezenému nárůstu intenzity transkripce. Dále jsme analyzovali expresi genů TFRC a POLR2A s použitím metody single molecule RNA FISH. Během omezeného období, které kolidovalo s dekondenzací chromatinu v telofázi/časné G1 fázi buněčného cyklu, jsme zaznamenali nárůst ve frekvenci i velikosti...
|
|
|
Význam dlouhých nekódujících RNA v rostlinách
Klodová, Božena ; Honys, David (vedoucí práce) ; Novotný, Marian (oponent)
Dlouhé nekódující RNA (lncRNA) jsou transkripty o délce větší než 200nukleotidů s nízkým kódujícím potenciálem. Jedná se o skupinu regulačních ribonukleových kyselin (RNA) zatím v raném stádiu poznání, nicméně s potenciálně širokou rolí napříč organismy a biologickými procesy. U živočichů bylo popsáno několik regulačně významných lncRNA a jejich význam roste mimo jiné i v souvislost s mnohými nádorovými onemocněními. Přestože mnohé dlouhé nekódující transkripty byly odhaleny, jejich konkrétní mechanizmy působení zůstávají neznámé. U rostlin se výzkum soustředí převážně na ekonomicky a zemědělsky významné plodiny jako je rýže, kukuřice nebo sója. Jedná se ale zatím jen o omezené množství experimentálně ověřených transkriptů. Nicméně se zdokonalováním sekvenačních a bioinformatických metod začíná být významnost role lncRNA v mnohých biologických procesech (např. rozmnožování či rostlinné rezistenci k patogenům) naprosto zjevná. Tato bakalářská práce shrnuje dosavadní znalosti o dlouhých nekódujících ribonukleových kyselinách (lncRNA) s důrazem na jejich roli v rostlinách a taktéž se detailněji zabývá současnými problémy a nastiňuje budoucí potenciál výzkumu lncRNA.
|
|
|
Modifikace chromatinu v souvislosti s transgenerační pamětí rostlin na abiotické stresy
Vyskočilová, Barbara ; Holá, Dana (vedoucí práce) ; Fischer, Lukáš (oponent)
Rostliny jsou neustále vystavovány mnohým stresovým faktorům, které mají za následek změnu exprese různých genů. Ta může být regulována na více úrovních, včetně modifikací struktury chromatinu. Některé z těchto modifikací mohou přetrvávat i po skončení období, kdy byla rostlina stresu vystavena a mohly by případně plnit roli jakési "stresové paměti". V této práci se zabývám tzv. meiotickou/transgenerační "stresovou pamětí" v souvislosti s působením abiotických stresorů. Na základě provedené kompilace uvedené problematiky lze konstatovat, že prací, které se zabývají touto problematikou, je poměrně málo a většinou se jedná o studie pocházející až na výjimky ze stejné laboratoře. Téměř všechny studie se zabývaly jen metylací DNA a jejich design nebyl vždy úplně optimální. Důkazů pro transgenerační "stresovou paměť" rostlin je podle mého názoru zatím nemnoho a bude rozhodně potřeba hlubších a dalších studií pro její potvrzení. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
host ::
RSS.