|
|
CRISPR/Cas9-based genome editing in mice: state of the art and future perspectives
Eliáš, Jan ; Kašpárek, Petr (vedoucí práce) ; Čáp, Michal (oponent)
Mutantní myši jsou klíčové pro odhalení funkce genů in vivo. V posledních letech prošla jejich příprava revolucí díky rychlému rozvoji programovatelných nukleáz, především systému CRISPR/Cas9. Editace genomu založená na vnesení komponentů systému CRISPR/Cas9 do časných vývojových stádií myších embryí umožnila rychlou a levnou přípravu genově deficientních myších modelů, hlavně ve srovnání s tradičními metodami, založenými na modifikacích embryonálních kmenových buněk (ESCs). Schopnost systému CRISPR/Cas9 indukovat na daném místě v genomické DNA dvojvláknový zlom (DSB) umožňuje efektivní narušení správného fungování daného genu díky náhodným mutacím dané sekvence, nebo kompletním vyštěpením daného genu. Přesné modifikace, jako inkorporace fragmentu DNA do daného lokusu, nicméně pořád zůstávají obtížně proveditelné. V této práci shrnuji systém CRISPR/Cas9, jeho použití v produkci mutantních myší a jeho možné modifikace, které by vedly ke zvýšení účinnosti přesných modifikací. Klíčová slova: CRISPR/Cas9, myš, transgeneze, homologní rekombinace
|
|
|
The role of tissue specific isoforms of subunit 4 in assembly and function of cytochrome c oxidase
Čunátová, Kristýna ; Pecina, Petr (vedoucí práce) ; Stibůrek, Lukáš (oponent)
Systém oxidační fosforylace (OXPHOS) je zodpovědný za produkci naprosté většiny ATP v savčích organismech. Tento proces, lokalizovaný ve vnitřní mitochondriální membráně, je mimo jiné regulován jaderně kódovanými podjednotkami cytochrom c oxidázy (COX), která je terminálním enzymem elektron transportního řetězce. Podjednotka Cox4 se účastní regulace OXPHOS systému a spolu s podjednotkou Cox1 utváří první intermediát v sestavování COX. Není-li tento intermediát správně sestaven, nedojde následně ke vložení Cox2 katalytické podjednotky a tím k maturaci katalyticky funkčního COX enzymu. Mimo to je Cox4 podjednotka přítomna ve dvou izoformách (Cox4i1, Cox4i2), které hypoteticky slouží k optimalizaci funkce respiračního řetězce během změn v zásobování tkání kyslíkem. Funkční dopad výměny izoforem nebyl nicméně doposud v savčích tkáních a buňkách podrobně prozkoumán. V rámci této práce byly pomocí CRISPR CAS9-10A párující nikázy připraveny jedinečné modely HEK293 buněk s úplnou absencí (knock-out, KO) podjednotky Cox4, a byly dále charakterizovány. Vyřazení funkce obou izoforem Cox4i1 a Cox4i2 (COX4i1/4i2 KO klony) vedlo ke generalizovanému snížení COX podjednotek spojenému s úplnou absencí sestavené COX. Množství detekovaných podjednotek komplexu I, stejně jako obsah sestaveného komplexu I, byly sníženy...
|
|
|
Preparation of nanoparticles for hepatitis B viral therapy
Kružíková, Zuzana ; Grantz Šašková, Klára (vedoucí práce) ; Žáčková Suchanová, Jiřina (oponent)
Virus hepatitidy B (HBV) je v současné době cílem zájmů na poli základního i farmaceutického výzkumu. Účinná vakcína proti HBV byla vyvinuta již v roce 1982, přesto je však světová prevalence tohoto onemocnění stále vysoká. Chronická infekce HBV může vést k významnému poškození jater a postupně až ke vzniku hepatocelulárního karcinomu. Pro chronickou infekci ovšem stále neexistuje vhodná léčba, jelikož virový genom zůstává v jádře infikovaného hepatocytu ukryt imunitnímu systému ale i antivirovým léčivům. Jedna z nových strategií pro léčbu HBV předpokládá, že virová cccDNA by mohla být zničena pomocí nástrojů genové editace jako je CRISPR/Cas9 systém. Aby mohl být tento systém pro genovou editaci uveden do klinické praxe, CRISPR/Cas9 musí být specificky dopraven do cílových buněk, aby se minimalizovalo riziko štěpení DNA mimo cílené sekvence. Tato diplomové práce se zabývá zaprvé návrhem nových sgRNA mířených proti cccDNA viru hepatitidy B a testování jejich účinnosti a zadruhé tato práce popisuje modulární lipidové nanočástice vyvinuté speciálně pro dopravu CRISPR/Cas9 ve formě RNA. Klíčová slova: virus hepatitidy B, CRISPR/Cas9, editace genů, lipidové nanočástice, dopravování mRNA, cílené dopravování
|
|
|
Metody RNAi a CRISPR a jejich využití pro genetické manipulace parazitických protist
Kaiserová, Veronika ; Votýpka, Jan (vedoucí práce) ; Stojanovová, Darja (oponent)
RNA interference slouží jako obranný mechanismus, pomocí něhož se organismy brání proti cizorodým nukleovým kyselinám. RNAi negativně ovlivňuje translaci vazbou malých nekódujících molekul RNA ke komplementárnímu úseku mRNA, která je následně degradována. Novinkou v oblasti genového inženýrství je metoda CRISPR, která spočívá v modulaci genové exprese tvorbou dvouvláknových zlomů v cílové sekvenci DNA pomocí ribonukleoproteinového komplexu složeného z prokaryotické endonukleázy Cas9 a sgRNA. Obě zmíněné metody jsou použitelné pro funkční analýzu proteinů a charakterizaci metabolických drah u studovaných organismů. Tato práce shrnuje dosavadní poznatky o metodách RNAi a CRISPR a o jejich využití k editaci genomů parazitických protist.
|
|
|
Využití genomové editace k tvorbě velkých zvířecích modelů
Dvořáková, Nikola ; Ellederová, Zdeňka (vedoucí práce) ; Kašpárek, Petr (oponent)
Principem genového inženýrství je zásah do DNA studovaného organismu. Po objevu programovaných endonukleáz došlo k velké expanzi této techniky a otevřely se možnosti pro tvorbu velkých zvířecích modelů, které bylo donedávna velice obtížné vytvořit. Mezi tyto endonukleázy patří zinc finger nuclease (ZFN), transcription aktivátor like effector nuclease (TALEN) a CRISPR/Cas9, ve kterém se dnes skrývá velký potenciál pro tvorbu velkých zvířecích modelů. Všechny endonukleázy vytváří místně specifický sestřih v požadovaném úseku genomu. Tento sestřih se nejsnadněji opraví pomocí připojení nehomologních konců (NHEJ), a tak lze vytvořit tzv. knock-out (KO) model. Druhým typem opravy je homologní rekombinace (HR) využívající DNA templát s homologními rameny. Pomocí toho lze vytvořit knock-in (KI) model, který bez specifických endonukleáz nebylo možné u velkých zvířecích modelů vytvořit díky nízké přirozené HR. Tato práce shrnuje historii, techniku a využití programovaných endonukleáz pro tvorbu velkých zvířecích modelů. Tyto modely mají velké využití v biomedicíně, jsou nezbytnou součástí preklinického výzkumu, ale jsou také významné v zemědělství, a dokonce i v ochraně prostředí. Klíčová slova: velký zvířecí model, transgeneze, genomová editace, CRISPR/Cas9, TALEN, ZNF
|
|
|
Visual system development in Platynereis dumerilii: insight from genetic engineering approach
Dobiášovská, Ivana ; Kozmik, Zbyněk (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Genové regulační sítě zodpovědné za molekulární regulaci vývoje oka jsou evolučně konzervované napříč mnoha organismy. Zástupci genové rodiny transkripčních faktorů Pax patří mezi nejvíce konzervované zástupce těchto sítí. Pax transkripční faktory hrají klíčovou roli při vývoji zásadních součástí oka, přičemž jednou z jejich funkcí je i regulace opsinů - molekul zodpovědných za přeměnu světelného podmětu na elektrochemickou signalizaci ve fotoreceptorových buňkách. V rámci této diplomové práce jsou zkoumány geny pax6 a pax2/5/8 jako potenciální transkripční faktory regulující vývoj oka u modelového organismu Platynereis dumerilii. Na základě sledovaného brzkého počátku exprese pax6 a pax2/5/8 byla testována možná role těchto transkripčních faktorů v regulaci r-opsinu. Expresní analýza pax6 a pax2/5/8 u divokého typu Platynereis je prováděna pomocí "whole mount" RNA in-situ hybridizace, společně s počáteční analýzou Platynereis pax6 knockout linie. Ačkoliv má homozygotní mutace v pax6 letální následky, heterozygotní mutanti přežívají a jsou schopní reprodukce. Uváděná data naznačují, že pax6 nereguluje u Platynereis geny pax2/5/8, otx a six3. Stejně tak r-ops1, tvořící r-opsin přítomný v dospělých očích Platynereis, není regulován pomocí pax6. Pro výzkum potenciální role pax2/5/8 transkripčního...
|
|
| |
|
|
Generation and analysis of double deficient transgenic mice for kallikrein-related peptidase 5 and kallikrein-related peptidase 14
Hanečková, Radmila ; Sedláček, Radislav (vedoucí práce) ; Fulková, Helena (oponent)
Peptidázy příbuzné kalikreinu (KLK) představují vysoce konzervovanou rodinu serinových pro- teáz. In vitro experimenty naznačují, že KLK peptidázy hrají důležitou roli v řadě fyziologických a patofyziologických procesů. Jejich úloha in vivo ovšem zůstává ne zcela probádaná, částečně i kvůli nedostatku vhodných zvířecích modelů. Cílem této práce je příprava myšího modelu dvojnásobně deficientního na KLK5 a KLK14. Předpokládá se, že KLK5 a KLK14 jsou součástí proteolytických sítí v pokožce, které jsou významné pro udržení homeostáze kůže. Ovšem myší modely deficientní pouze na KLK5 nebo KLK14 vykazují jenom minimální či žádný fenotyp, pravděpodobně kvůli vzájemné funkční kompenzaci na základě podobné substrátové specifity. V této práci popisujeme úspěšné vytvoření myši dvojnásobně deficientní na KLK5 a KLK14. Dvojnásobně deficientní myši nelze snadno získat křížením kvůli přítomnosti genů pro Klk5 a Klk14 ve stejném lokusu na chromozomu 7, proto k tvorbě myšího modelu používáme TAL efektor nukleázy (TALENy) cílené na Klk14, které aplikujeme mikroinjekcí TALENové mRNA do KLK5-deficientních zygot. Dále ukazujeme, že myši dvojnásobně deficientní na KLK5 a KLK14 jsou životaschopné a plodné. Domníváme se, že tyto nové myší modely mohou sloužit jako užitečný experimentální nástroj ke studiu KLK5 a KLK14 in vivo.
|
|
|
Genome editing using programmable endonucleases
Hanečková, Radmila ; Sedláček, Radislav (vedoucí práce) ; Sýkora, Michal (oponent)
Programovatelné endonukleázy jsou proteiny schopné rozpoznat specifické sekvence nukleotidů a následně v rozpoznané sekvenci štěpit obě vlákna DNA. Zinc-finger nukleázy jsou široce využívaným nástrojem v genomové editaci, metodě zavádění změn do genomů buněčných liní nebo celých organismů za účelem studia funkce genů. Nedávno se objevily nové typy programovatelných endonukleáz v podobě transcription activator-like effector (TALE) nukleáz a CRISPR/Cas systému. Tyto systémy se od sebe liší z pohledu mechanizmu funkce, dostupnosti, selektivity, frekvence off- targetů a cytotoxicity. V této práci zinc-finger nukleázy, TALE nukleázy a CRISPR/Cas systém porovnáváme a zkoumáme jejich aktuální a možné budoucí využití v široké oblasti výzkumu, který sahá od vývoje geneticky modifikovaných organismů až po genovou terapii. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Cílená mutageneze endogenního genu v genomu \kur{D. melanogaster} programovatelnými nukleázami
RENNER, Marek
Several techniques have recently been described for precise mutagenesis of selected target sites in the genome. This thesis establishes the method of gene targeting by CRISPR/Cas system in D. melanogaster and compares it with gene targeting using TALENs. To test the mutagenesis systems, we choose an endogenous gene encoding concentrative nucleoside transporter gene (CNT1). We have received two mutants containing large deletions affecting the N-terminal part of the CNT1 gene. We show that CRISPR/Cas is useful tool for targeted gene disruption in D. melanogaster.
|
host ::
RSS.