|
|
Identification of new tissue-specific interaction partners of chromatin remodelling ATPase Smarca5
Arishaka, Yuliia ; Kokavec, Juraj (vedoucí práce) ; Děd, Lukáš (oponent)
Regulace struktury chromatinu je zásadní pro širokou škálu buněčných procesů, včetně regulace transkripce, buněčného dělení, diferenciace a opravy poškození DNA, a ATP-závislé remodelační komplexy chromatinu byly identifikovány jako základní složky této regulační sítě. Bylo ukázáno, že Smarca5, jako enzym ATPáza/Helikáza, reguluje strukturu chromatinu v interakci s partnery obsahujícími bromo- a DDT-WHIM domény, což umožňuje kontrolovat vazbu proteinů a transkripčních faktorů na specifické DNA sekvence spojené s chromatinem. V této práci byl identifikován dosud nepopsaný protein s konzervovanou N-terminální bromodoménou a ISWI protein vázající DDT-WHIM doménou pomocí ko-imunoprecipitace a hmotnostní spektrometrie v buněčných liniích savčího typu. Tento protein byl potvrzen jako nový interakční partner ATPázy pro remodelaci chromatinu, Smarca5. Navíc, byla lokalizována oblast nezbytná pro interakci se Smarca5, která odpovídá oblasti DDT-WHIM domény. Navíc jsme se pokusili identifikovat další interakční partnery, kteří by mohli naznačovat potenciální funkci tohoto nového chromatin remodelačního komplexu, a ověřili jsme jeho expresi v embryonálních a postnatálních tkáních. Tento objev představuje jedinečnou příležitost pro další zkoumání jeho potenciální role v interakci s ATPázou Smarca5 a rozšíření...
|
|
|
Výzkum epigenetických aspektů kmenových buněk krvetvorby a spermatogeneze.
Hybešová, Michaela ; Pimková, Kristýna (vedoucí práce) ; Děd, Lukáš (oponent)
Diferenciace kmenových buněk je řízená koordinovanou regulací genové transkripce. Jedním z regulačních faktorů je rozvolnění chromatinu a zpřístupnění DNA k transkripčním faktorům. Remodelace chromatinu je zajišťována remodelačními komplexy. ISWI chromatin remodelující ATPáza Smarca5 (S5) je významným faktorem remodelačních komplexů. Jedná se o vysoce konzervovaný chromatin-remodelační faktor, který se nachází v několika komplexech oligopodjednotek a tvoří zde katalytickou podjednotku. V těchto komplexech aktivně reguluje strukturu a přestavbu nukleozomu během replikace, oprav a transkripce DNA. Bylo zjištěno, že S5 je klíčový protein pro embryonální vývoj. Jeho nedostatek vede k poruchám krvetvorby a vývoji samčích pohlavních orgánů. V této práci jsme se zaměřili na roli S5 v hematopoéze a spermatogenezi. Pomocí myšího modelu s transgenní expresí S5, ko-imunoprecipitace a hmotnostní spektrometrie jsme identifikovali komplexy, v nichž se S5 nachází v hematopoetických orgánech a v buňkách v testes. Studovali jsme také fenotypové následky deficitu S5 v myších testes a zjistili, že vede k poruše vývoje spermií a samčí sterilitě. Pomocí transkriptomické a proteomické analýzy jsme identifikovali, některé molekulární programy, které by mohly k poruchám reprodukce vést. Naše práce naznačuje, že S5 je...
|
|
|
SWI2/SNF2 ATPázy se zaměřením na podrodinu ISWI: proteinové komplexy a myší modely pro jejich studium
Turková, Tereza ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Janoštiak, Radoslav (oponent)
DNA je v buněčném jádře sbalena spolu s proteiny do dynamické struktury zvané chromatin. Během buněčného cyklu podléhá struktura chromatinu výrazným změnám. V interfázi jsou některé jeho části rozvolněny a během buněčného dělení se pak dostává do podoby velmi kondenzovaných mitotických chromozomů. Struktura chromatinu má vliv na genovou expresi. Pro její průběh je nutná vazba proteinů na DNA. Aby byl umožněn přístup DNA vazebným faktorům, chromatin musí být v rozvolněné podobě. Pokud by však byla struktura kondenzovaná, byla by pro DNA vazebné proteiny prakticky nepřístupná. Remodelace struktury chromatinu je tedy jedním z nástrojů ovlivňujících genovou expresi a enzymy, které remodelaci zajišťují, jsou pro buňku velmi důležité. Jedním z nich je ATPáza Smarca5 patřící do proteinové podrodiny ISWI, která tvoří katalytickou podjednotku několika odlišných komplexů remodelujících chromatin v závislosti na ATP. Bylo zjištěno, že mutace ve členech těchto komplexů mají vliv na regulaci transkripce a diferenciace buněk. V některých případech může nesprávná funkce těchto komplexů vést k nádorové transformaci. Tato bakalářská práce je zaměřena na popis funkce jednotlivých komplexů remodelujících chromatin, jejichž podjednotkou je ATPáza Smarca5. Dále jsou zde shrnuty současné myší modely užívané pro výzkum...
|
|
|
Role proteinu Smarca5 (Snf2h) v regulaci transkripce vneseného DNA templátu.
Zikmund, Tomáš ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Smetana, Karel (oponent)
Vlastnosti buněk a tkání jsou výsledkem dynamické regulace genové exprese. DNA zabalená do proteinových struktur, souhrně označovaných jako chromatin, vyžaduje zapojení mechanizmů regulujících přístupnost specifických sekvencí. U eukaryot hrají klíčovou roli při regulaci struktury chromatinu tzv. chromatin-remodelační enzymy, mezi které patří ISWI ATPáza SMARCA5. SMARCA5 se účastní řady biologických procesů na DNA včetně transkripce, přesto význam proteinu SMARCA5 v transkripci především ve vztahu ke změnám chromatinové struktury in vivo není zcela objasněn. Pro tento účel jsme vytvořili a optimalizovali systém, který nám umožnil sledovat vliv intracelulární hladiny proteinu SMARCA5 na genovou expresi a vývoj chromatinové struktury artificiálně vneseného reportérového vektoru. Naše výsledky ukazují, že DNA vneseného reportérového vektoru byla nabohacena specificky tri-methylovanými molekulami histonu H3 na lyzinu 4 (H3K4Me3), které patří mezi známky aktivovaného chromatinu. Po nadprodukci proteinu SMARCA5 došlo v kódující sekvenci reportérového genu k ~2,5-3 násobnému zvýšení relativního nabohacení histonu H3 a jeho methylace (H3K4Me3). Vyšší zapojení molekul reportéru do procesu transkripce vedlo neočekávaně k poklesu reportérové aktivity oproti kontrole. Tyto výsledky podporují přítomnost...
|
|
|
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...
|
|
|
Role of Smarca5 (Snf2h) chromation remodeling ATPase in hematopoitic development and erythropoiesis
Kokavec, Juraj ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Divoký, Vladimír (oponent) ; Kořínek, Vladimír (oponent)
Jaderný protein Smarca5 (Snf2h) je jeden z nejvíce konzervovaných chromatin remodelačních faktorů a molekulárních motorů u savců. ATPáza Smarca5 (a ostatní příbuzní zástupci proteinové nadrodiny SWI/SNF2) společně se svými vazebnými partnery vytváří několika podjednotkové remodelační komplexy, jež posouvají, odstraňují nebo přináší histonové oktamery na DNA za účelem regulace trankripce, replikace, oprav poškození DNA a jiných nepostradatelných buněčných funkcí. Ve své disertační práci se zabývám studiem myšího modelu delece genu Smarca5 na počátku definitivní krvetvorby. Jedinci s delecí genu Smarca5 v hematopoetické kmenové buňce (aktivní promotor Vav1) umírají během pozdního vývoje in utero v důsledku závažné anémie. Ve fetálních játrech těchto experimentálních zvířat jsme pozorovali akumulaci krvetvorných kmenových a progenitorových buněk (HSPCs) a inhibici jejich dozrávání do erythroidní a myeloidní buněčné řady. Popsané poruchy vývoje byly doprovázeny dysplastickými změnami na úrovni proerytroblastů a poruchami buněčného cyklu na přechodu z G2 do M fáze u bazofilních erytroblastů. Dále jsme pozorovali, že nedostatečná funkce Smarca5 zvyšuje hladinu tumor supresorového proteinu p53 v erythroidních progenitorech, aktivaci jeho transkripčních cílů a k postranslačním modifikacím, jež jsou...
|
|
|
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...
|
|
|
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...
|
|
|
Epigenetické regulační faktory CTCF a SMARCA5 kontrolují expresi hematopoetického transkripčního faktoru SPI1 v buňkách akutní myeloidní leukémie a myelodysplastického syndromu.
Dluhošová, Martina ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Machová Poláková, Kateřina (oponent) ; Kozák, Tomáš (oponent)
CCCTC-vázající faktor (CTCF) má schopnost aktivovat a tlumit transkripci genů mechanizmem vytváření chromatinových smyček, jež spojují regulační oblasti s promotory, na nichž je zahájena transkripce RNA. Metylace DNA představuje modifikaci cytosinových nukleotidů, jež má regulační vlastnosti a je vytvářena jaderným enzymatickým aparátem. Regulační role CTCF tkví ve vazbě na nemetylovanou DNA a interakci s dalšími bílkovinami kohezinového komplexu vedoucí k ovlivnění transkripce sousedících genů; například genů pro H19 a Igf2. Role CTCF v krvetvorbě je předpokládána a řada prací ukazuje i na význam CTCF pro vznik leukemické transformace a nadúměrné produkci klonálních myeloblastů, avšak přesný mechanizmus těchto procesů není znám. Imprinting je epigenetický mechanizmus pro regulaci transkripce skrze metylaci DNA a CTCF, jež je využívána při maternálním a paternálním přenosu genetické informace do zygoty. Mezi molekulární mechanizmy CTCF patří takzvaný blokující efekt, kterým CTCF odstraní vliv regulační zesilovací (‚enhancerové') sekvence na funkci promotoru. V naší výzkumné práci jsme si položili otázky vedoucí ke zjištění role CTCF v krvetvorbě. Výsledky mé práce potvrzují, že se CTCF váže do kontrolní oblasti pro geny H19 a Igf2. V mé práci jsme identifikovali nového vazebného partnera pro CTCF,...
|
|
|
Role of Smarca5 (Snf2h) chromation remodeling ATPase in hematopoitic development and erythropoiesis
Kokavec, Juraj ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Divoký, Vladimír (oponent) ; Kořínek, Vladimír (oponent)
Jaderný protein Smarca5 (Snf2h) je jeden z nejvíce konzervovaných chromatin remodelačních faktorů a molekulárních motorů u savců. ATPáza Smarca5 (a ostatní příbuzní zástupci proteinové nadrodiny SWI/SNF2) společně se svými vazebnými partnery vytváří několika podjednotkové remodelační komplexy, jež posouvají, odstraňují nebo přináší histonové oktamery na DNA za účelem regulace trankripce, replikace, oprav poškození DNA a jiných nepostradatelných buněčných funkcí. Ve své disertační práci se zabývám studiem myšího modelu delece genu Smarca5 na počátku definitivní krvetvorby. Jedinci s delecí genu Smarca5 v hematopoetické kmenové buňce (aktivní promotor Vav1) umírají během pozdního vývoje in utero v důsledku závažné anémie. Ve fetálních játrech těchto experimentálních zvířat jsme pozorovali akumulaci krvetvorných kmenových a progenitorových buněk (HSPCs) a inhibici jejich dozrávání do erythroidní a myeloidní buněčné řady. Popsané poruchy vývoje byly doprovázeny dysplastickými změnami na úrovni proerytroblastů a poruchami buněčného cyklu na přechodu z G2 do M fáze u bazofilních erytroblastů. Dále jsme pozorovali, že nedostatečná funkce Smarca5 zvyšuje hladinu tumor supresorového proteinu p53 v erythroidních progenitorech, aktivaci jeho transkripčních cílů a k postranslačním modifikacím, jež jsou...
|
host ::
RSS.