|
|
Na velikosti záleží - biogeneze a funkce siRNA u Arabidopsis
Přibylová, Adéla ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Honys, David (oponent)
RNA interference (RNAi) hraje důležitou roli v různých biologických procesech zahrnujících regulaci genů a transposonů, vývoje částí rostlinného těla, reakci na stres, remodelaci chromatinu a antivirovou obranu. Základem RNAi jsou krátké molekuly RNA (malé RNA, sRNA), které rostliny produkují ve velikostním rozmezí 21 - 24 nukleotidů (nt) a které jsou schopny na základě komplementarity rozpoznat cílové molekuly RNAi. Malé RNA lze rozdělit na dva základní typy: microRNA (miRNA) a malé interferující RNA (siRNA). K tvorbě a aktivitě malých RNA jsou potřeba proteiny z několika genových rodin: DICER-LIKE (DCL) vytváří malé RNA z dvouvláknového RNA prekurzoru, který je často tvořen aktivitou RNA dependentní RNA polymerázy (RDR). Proteiny ARGONAUTE (AGO) s těmito malými RNA asociují a vytváří tak RNA-indukovaný umlčující komplex (RISC), který hraje klíčovou roli v rozpoznání cílové molekuly a ve výkonné fázi RNAi. Na to, jakou dráhou se bude RISC komplex ubírat, má vliv velikost, struktura i biogeneze malé RNA. RNAi působí jednak na post-transkripční úrovni (PTGS), formou degradace cílové RNA či blokováním translace, a jednak na transkripční úrovni (TGS), kde sRNA zprostředkovávají metylaci histonů a DNA.
|
|
|
Dynamika a mechanismus umlčování reportérového genu pro GFP v závislosti na aktivitě RDR6 a způsobu indukce RNA interference v buněčné linii tabáku BY-2
Motylová, Šárka ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Kovařík, Aleš (oponent)
RNA interference (RNAi) je proces, který se u rostlin prostřednictvím malých RNA (sRNA = small RNA) významně podílí na regulaci genové exprese. Rozmanité dráhy RNAi lze rozdělit na dva základní mechanismy, a to posttranskripční a transkripční umlčování (PTGS a TGS). Vznik sRNA je vždy závislý na přítomnosti dvouvláknové molekuly RNA (dsRNA), která je štěpena některým z DCL proteinů za vzniku sRNA obvykle o délce 21 - 24 nt a jedno z vláken sRNA je následně rozpoznáno proteinem AGO. V případě PTGS interaguje komplex AGO- sRNA na základě komplementarity sekvence sRNA s cílovou RNA, kterou rozštěpí nebo zablokuje její translaci. U TGS reaguje AGO s rostlinně specifickou RNA Pol V a jejími transkripty, se kterými opět páruje vlákno sRNA nesené proteinem AGO. Tato interakce umožní sestavení komplexu proteinů, které indukují metylaci DNA a posléze i histonů, jež působí inhibičně na transkripci RNA Pol II. Způsobů, jakými může dsRNA vznikat, je celá řada. Velká část v buňce tvořených dsRNA je závislá na syntéze komplementárního vlákna do podoby dsRNA prostřednictvím RDR6 (RNA dependentní RNA polymeráza 6), která je zapojena i do procesu vzniku sekundárních sRNA. Význam RDR6 při PTGS byl zkoumán pomocí reportérového genu pro GFP, a to při samovolném umlčování a při umlčování vyvolaném třemi odlišnými...
|
|
|
Dynamics of de novo DNA methylation and its impact on transgene expression and CRISPR/Cas9 mutagenesis
Přibylová, Adéla ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Pečinka, Aleš (oponent) ; Fajkus, Jiří (oponent)
Genetická informace musí být chráněna, udržována a kopírována z mateřské buňky do buněk dceřiných, z generace na generaci. Většina rostlinných buněk obsahuje kompletní genetickou informaci a z mnoha těchto buněk může regenerovat celá nová rostlina. Takováto vlastnost vyžaduje precizní kontrolu, které geny budou aktivní a které ne, jelikož během růstu a diferenciace je potřeba aktivity pouze specifických genů v rámci jednotlivých buněk, tkání a orgánů. Jeden z mechanismů kontrolujících aktivitu genů je RNA interference (RNAi), která specificky snižuje nebo blokuje expresi genů na transkripční nebo post-transkripční úrovni. Klíčovou částí RNAi je navádění RNAi aparátu do cílové oblasti. To je zprostředkováno sekvenční komplementaritou mezi cílovou oblastí a malou RNA (sRNA), která je vyštěpena z dvouvláknového RNA (dsRNA) prekurzoru. Molekulární mechanismus tvorby dsRNA a sRNA a také původ cílové oblasti předurčuje následnou umlčující dráhu. Při transkripčním genovém umlčení (TGS) je genová exprese regulována přes epigenetické modifikace chromatinu. Jednou z epigenetických značek je metylace cytosinu, která je ustanovována především dráhou RNA-dependentní DNA-metylace (RdDM). Ačkoli byl proteinový aparát relativně dobře popsán, o dynamice klíčové počáteční fáze tohoto procesu bylo známo jen málo. Proto jsme...
|
|
|
Study of RNAi mechanisms in tobacco BY-2 cell line and potato plants
Tyč, Dimitrij ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Kovařík, Aleš (oponent) ; Moravec, Tomáš (oponent)
Znalosti o procesech RNA interference, tedy regulace genové exprese prostřednictvím malých RNA (sRNA), se za posledních 30 let nebývale rozrostly. Některá zjištění byla doslova revoluční, neboť odhalila děje, které převrátily mnohé dosud zažité představy. Řada jevů se ukázala být značně konzervovaná a společná různým druhům organismů, jiné jsou však specifické pro určité vývojové větve či dosud ne zcela prozkoumané. Chybí také znalost o propojení četných drah - kupříkladu mezi umlčováním na transkripční (TGS, vedoucí k metylaci promotoru) a posttranskripční úrovni (PTGS, ovlivňující stabilitu mRNA či translaci). Předkládaná práce shrnuje poznatky dvou publikovaných a dvou dosud nepublikovaných prací a pokouší se prostřednictvím různých rostlinných modelových organismů popsat některá z méně známých míst RNA interference. Výzkum na transgenních liniích Solanum tuberosum odhalil možnost obnovit pomocí 5- azacytidinu expresi transkripčně umlčených transgenů na úrovni celých rostlin. Regenerace de novo z listů takovýchto rostlin může vést k opětovnému umlčení reaktivovaných transgenů a sloužit tak jako selekční metoda pro vyřazení linií náchylných k samovolnému umlčení. Charakter změn v expresi dvou sledovaných reportérových genů naznačoval spřažení PTGS a TGS, ale také, možnost postupného šíření...
|
|
|
Dynamika a mechanismus umlčování reportérového genu pro GFP v závislosti na aktivitě RDR6 a způsobu indukce RNA interference v buněčné linii tabáku BY-2
Motylová, Šárka ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Kovařík, Aleš (oponent)
RNA interference (RNAi) je proces, který se u rostlin prostřednictvím malých RNA (sRNA = small RNA) významně podílí na regulaci genové exprese. Rozmanité dráhy RNAi lze rozdělit na dva základní mechanismy, a to posttranskripční a transkripční umlčování (PTGS a TGS). Vznik sRNA je vždy závislý na přítomnosti dvouvláknové molekuly RNA (dsRNA), která je štěpena některým z DCL proteinů za vzniku sRNA obvykle o délce 21 - 24 nt a jedno z vláken sRNA je následně rozpoznáno proteinem AGO. V případě PTGS interaguje komplex AGO- sRNA na základě komplementarity sekvence sRNA s cílovou RNA, kterou rozštěpí nebo zablokuje její translaci. U TGS reaguje AGO s rostlinně specifickou RNA Pol V a jejími transkripty, se kterými opět páruje vlákno sRNA nesené proteinem AGO. Tato interakce umožní sestavení komplexu proteinů, které indukují metylaci DNA a posléze i histonů, jež působí inhibičně na transkripci RNA Pol II. Způsobů, jakými může dsRNA vznikat, je celá řada. Velká část v buňce tvořených dsRNA je závislá na syntéze komplementárního vlákna do podoby dsRNA prostřednictvím RDR6 (RNA dependentní RNA polymeráza 6), která je zapojena i do procesu vzniku sekundárních sRNA. Význam RDR6 při PTGS byl zkoumán pomocí reportérového genu pro GFP, a to při samovolném umlčování a při umlčování vyvolaném třemi odlišnými...
|
|
|
Na velikosti záleží - biogeneze a funkce siRNA u Arabidopsis
Přibylová, Adéla ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Honys, David (oponent)
RNA interference (RNAi) hraje důležitou roli v různých biologických procesech zahrnujících regulaci genů a transposonů, vývoje částí rostlinného těla, reakci na stres, remodelaci chromatinu a antivirovou obranu. Základem RNAi jsou krátké molekuly RNA (malé RNA, sRNA), které rostliny produkují ve velikostním rozmezí 21 - 24 nukleotidů (nt) a které jsou schopny na základě komplementarity rozpoznat cílové molekuly RNAi. Malé RNA lze rozdělit na dva základní typy: microRNA (miRNA) a malé interferující RNA (siRNA). K tvorbě a aktivitě malých RNA jsou potřeba proteiny z několika genových rodin: DICER-LIKE (DCL) vytváří malé RNA z dvouvláknového RNA prekurzoru, který je často tvořen aktivitou RNA dependentní RNA polymerázy (RDR). Proteiny ARGONAUTE (AGO) s těmito malými RNA asociují a vytváří tak RNA-indukovaný umlčující komplex (RISC), který hraje klíčovou roli v rozpoznání cílové molekuly a ve výkonné fázi RNAi. Na to, jakou dráhou se bude RISC komplex ubírat, má vliv velikost, struktura i biogeneze malé RNA. RNAi působí jednak na post-transkripční úrovni (PTGS), formou degradace cílové RNA či blokováním translace, a jednak na transkripční úrovni (TGS), kde sRNA zprostředkovávají metylaci histonů a DNA.
|
|
|
Studium exprese cílových mRNA při pospiviroidní patogenezi v systému "leaf factory"
SELINGER, Martin
The aim of this work was to identify potential mRNA targets of PTGS triggered by viroid-derived small RNAs (vsRNAs) in PSTVd-infected tomato plants (S. lycopersicum L.). We selected 47 possible gene targets using data provided by Prof. Dr. Steger (Heinrich Heine Universität, Düsseldorf, Germany) - the list of 1633 possible target mRNAs from tomato based on vsRNA:mRNA duplex prediction. The vsRNA sequences were obtained by Illumina sequencing of small RNA libraries from healthy and PSTVd-infected tomato plants. By qRT-PCR analysis we identified 6 genes with significantly altered levels of mRNA in PSTVd-infected tomato plants: CUL1 (protein ubiquitination), ERF4 (transcription factor of abiotic stress signalling pathway), H/ACA1 (rRNA pseudouridylation), NPH3 (transcription factor of fototropic signalling pathway), Sl-MYB (transcription factor regulating leaf development) and TCP3 (transcription factor regulating leaf development). The binary vector pLV07 with inserted expression cassette containing coding sequence of Sl-MYB was prepared for experiments in ?leaf factory? system in N. benthamiana plants. Expression analyses in ?leaf factory? system after 1,5 DPI using qRT-PCR and RNA blots revealed strong inhibition of expression of Sl-MYB in leaf sectors infiltrated with severe PSTVd AS1 strain, while mild PSTVd QFA strain showed minimal change in expression comparing to control sectors. Moreover, the overexpression of Sl-MYB in leaf sectors resulted in development of necroses after 2,5-3 DPI, in presence of silencing suppressor p19 after 2 DPI. The development of necroses was largely inhibited in PSTVd AS1-infiltrated leaf sectors in comparison with PSTVd QFA- and control-infiltrated sectors.
|
host ::
RSS.