|
|
The role of Nuclear Phosphatidylinositol 4,5 bisphosphate in RNA Polymerase II Transcription
Balaban, Can ; Hozák, Pavel (vedoucí práce) ; Šebesta, Marek (oponent) ; Castano, Enrique (oponent)
(Česky) Fosfatidylinositoly jsou podtřídou glycerofosfolipidů s jejich inositolovou hlavní skupinou spojenou s diacylglycerolovou kostrou. Diferenciální fosforylace inositolové hlavní skupiny poskytuje sedm různých fosfoinositidfosfátů (PIP), které mohou být mono-, bi- nebo tri-fosforylované. Role cytoplazmatických PIP byly rozsáhle studovány ve vezikulárním transportu, iontových kanálech, transportérech, generujících druhé posly a membránové a cytoskeletální dynamice. Zatímco jejich cytoplazmatické funkce jsou velmi dobře popsány, molekulární mechanismus jejich jaderných funkcí je stále málo pochopen. Z jaderných PIP je fosfatidylinositol 4,5-bisfosfát (PIP2) nejhojnějším fosfoinozitidem v buněčném jádru a podílí se na vytváření jaderné architektury regulací procesů, jako je remodelace chromatinu, reakce na poškození DNA a genová exprese. V buněčném jádře se lokalizuje většinou do jaderných skvrn, kde interaguje se sestřihovým apárátemmRNA. V jadérku je PIP2 zapojen do mechanismu regulace transkripce rDAN RNA polymerázou I. Nedávno jsme definovali nukleoplazmatický pool PIP2, který je pozorován v ostrůvcích o průměru 40 - 100 nm (NLI). Vznikající transkripty RNA polymerázy II (RNAPII) byly vizualizovány na jejich periferii a ukázalo se, že RNA je nezbytná pro jejich integritu. V této studii jsme...
|
|
|
Faktory důležité pro formování Cajalova tělíska
Roithová, Adriana ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Valentová, Anna (oponent)
Tato re er e popisuje strukturu a funkci jaderných domén nazývajících se Cajalova t líska (CB). CB obsahují proteiny a faktory, které se ú astní uspo ádání a modifikace snRNP. Tyto t líska se nachází u obratlovc i bezobratlých a nejdeme je i v rostlinách. Ne v echny typy bun k v ak obsahují CB. Jejich po et a velikost se odvíjí od transkrip ní aktivity bu ky a fázi bun ného cyklu. Tato práce pojednává o faktorech, které mají vliv na formaci CB. Jeden z nejd le it j ích faktor je hladina snRNP a transkrip ní aktivita. V poslední dob se v ak ukazuje, e významnou roli ve formaci CB má i fosforylace coilinu a jiných komponent. Jiné studie ukazují na vliv okolního prost edí. Také se zde diskutuje regulace biogeneze CB, která není je t zcela objasn na. Klí ová slova: Cajalovo t lísko, coilin, bun né jádro, snRNP, pre-mRNA sest ih, transkripce
|
|
|
Localization matters: function of paxillin and phopholipids in the cell nucleus
Marášek, Pavel ; Hozák, Pavel (vedoucí práce) ; Půta, František (oponent) ; Žárský, Viktor (oponent)
(Czech) Paxillin i PIP2 jsou dobře známé součásti každé buňky, i když odlišné povahy. Paxillin, protein fokálních adhezí, šíří signál z extracelulární matrix prostřednictvím integrinů a receptory růstových faktorů, a tak reguluje buněčnou motilitu a migraci buněk (Schaller, 2001). PIP2, hlavní stavební kámen buněčných membrán, který je fosfolipasou C štěpen na tzv. druhé posly (Hokin and Hokin 1953; Streb et al. 1983). V nedávné době bylo prokázáno, že obě molekuly jsou také lokalizovány v jádře. Jejich dosud známé funkce jsou detailně prozkoumány, ale my nyní odhalujeme zcela odlišné funkce těchto biologických složek, a to navíc v úplně odlišných částech buňky, než kde se jejich lokalizace předpokládá. V této práci ukazujeme, že paxillin je důležitým faktorem buněčného jádra, kde kontroluje expresi dvou důležitých genů IGF2 a H19, které řídí růst buňky. Paxillin nemění alelickou expresi těchto imprintovaných genů, ale reguluje chromosomální interakce mezi promotory IGF2/H19 a jejich společným enhancerem na aktivní alele. Přesněji řečeno, paxillin stimuluje interakci mezi enahncerem a promotorem genu IGF2, čímž zesiluje transkripci IGF2, zároveň paxillin brání interakci mezi enhancerem a promotorem H19, a tím snižuje transkripci H19. Nalezli jsme paxillin v komplexu s kohesiny a také Mediatorem RNA...
|
|
|
Molecular mechanism of quality control during snRNP biogenesis
Klimešová, Klára ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Vomastek, Tomáš (oponent)
Sestřihový komplex patří mezi největší a nejdynamičtější molekulární mašinérie v buňce. Hlavní část komplexu je tvořena pěti malými jadernými ribonukleoproteinovými částicemi (zkráceně snRNP). Ty vznikají složitým procesem, který je rozdělen do několika kroků. SnRNP částice jsou navíc během sestřihu výrazně přestavěny a po každé sestřihové reakci proto musí dojít k jejich regeneraci. Jak skládání nových snRNP, tak recyklaci post-sestřihových částic řídí a usnadňují specializované chaperony. V této práci jsem se zaměřila na dva chaperony snRNP částic, SART3 a TSSC4, a odhalila molekulární detaily jejich funkce. Zatímco TSSC4 nebyl dříve charakterizován, SART3 byl popsán jako faktor specifický pro U6 snRNP, který napomáhá sloučení U6 a U4 částic do di-snRNP komplexu a je důležitý pro recyklaci použitých U4/U6 snRNP. Mechanismus, kterým funguje, byl však nejasný. V této práci přináším důkaz, že SART3 interaguje s post-sestřihovým komplexem a navrhuji, že by se SART3 mohl podílet na jeho rozpadu. Naše data dále naznačují, že se SART3 váže na U6 snRNP už v rámci post-sestřihového komplexu a koordinuje tak celou recyklační fázi U6 částice. Dále zde ukazuji, že TSSC4 je nový chaperon specifický pro U5 snRNP a že napomáhá U5 a U4/U6 částicím, aby se složily do finálního tri-snRNP komplexu. Identifikovali...
|
|
|
Analysis of functional interactions of phospholipids in the cell nucleus.
Biddle, Veronika ; Hozák, Pavel (vedoucí práce) ; Kaňka, Jiří (oponent) ; Malínský, Jan (oponent)
(Czech) Fosfoinositidy jsou glycerofosfolipidy se záporným nábojem. Jako složky buněčných membrán se podílejí na membránové dynamice, buněčném pohybu, signalizaci a na modulaci iontových kanálů a membránových transportérů. Kromě cytoplazmy fosfoinositidy také lokalizují do buněčného jádra. Fosfoinositidy hrají roli v klíčových jaderných procesech, jako je transkripce DNA, zpracování pre-rRNA a pre- mRNA, reakce na poškození DNA, diferenciace buněk nebo apoptóza. Fosfatidylinositol 4-fosfát (PI(4)P) a fosfatidylinositol 4,5-bisfosfát (PI(4,5)P2) jsou nejhojnějšími fosfoinositidy v buňce. Lokalizace a funkce obou fosfoinositidů v buněčnem jádře je do značné míry neznámá. V této práci popisujeme lokalizaci PI(4)P a PI(4,5)P2 na úrovni superrozlišení a jejich zapojení do jaderných procesů. PI(4)P je přítomen v jaderné lamině, jaderných speckles, jádérkach a tvoří malá ohniska v nukleoplasmě. Většina jaderného PI(4)P se lokalizuje do nukleoplasmy, zatímco jenom 16% je přítomno v jaderných speckles. V případe PI(4,5)P2 je situace opačná, většina je lokalizována v jaderných speckles, 30 % je v nukleoplasmě a menšina v jadérkách. V nukleoplazmě tvoří PI(4,5)P2 malé ložiska nazývané nukleární lipidové ostrůvky (NLIs). Jádro NLIs je bohaté na lipidy a je obklopené proteiny, RNA a DNA. Periferie NLIs je...
|
|
|
Translokace virů přes jaderný pór do buněčného jádra
Išler, Lukáš ; Forstová, Jitka (vedoucí práce) ; Přikryl, David (oponent)
Pro replikační cyklus většiny DNA a některých RNA virů je životně důležité, aby pronikly do jádra hostitelské buňky. Při tomto kroku však musejí překonat jadernou membránu, kterou lze v interfázi buněčného cyklu projít pouze prostřednictvím jaderných póru. Jednotlivé virové čeledi vyvinuly odlišné strategie, jak přes jaderný pór proniknout. V této práci, shrnující poznatky o průniku virů přes jaderný pór je ukázáno, že kromě interakce s transportními receptory interagují virové částice i přímo s některými proteiny jaderného póru neboli nukleoporiny (NUPs). Interakcí s virovými částicemi se účastní konkrétně jedna ze skupin nukleoporinů, tzv. FG NUPs, jejichž sekvence obsahuje přirozeně neuspořádané domény bohaté na repetice fenylalanin-glycin (FG), které vytvářejí selektivní bariéru jaderného póru. Jedná se hlavně o nukleoporiny NUP153, NUP214 a NUP358. Interakce virových částic s těmito nukleoporiny jim umožní tuto bariéru překonat a dopravit tak virový genom do jádra hostitelské buňky. Jedná se tedy o esenciální krok v rané fázi virového infekčního cyklu. Klíčová slova: buněčné jádro, jaderný transport, jaderný pór, nukleoporiny, vstup viru do jádra, NUP153, NUP214, NUP358
|
|
|
Function of nuclear phosphoinositides and their binding partners in gene expression
Uličná, Lívia ; Hozák, Pavel (vedoucí práce) ; Šolc, Petr (oponent) ; Macůrková, Marie (oponent)
(ČESKÝ) Fosfoinozitidy jsou negativně nabité fosfolipidy s inositolovou hlavičkou, která může být fosforylovaná. Fosforylací inositolu vzniká sedm různě fosforylovaných forem fosfoinozitidů, které mohou být mono-, bis- nebo tris-fosforylované. Role cytoplasmatických fosfoinozitidů byly popsané v regulaci dynamiky buněčných membrán a cytoskeletu, v transportu membránových váčků, v funkci iontových kanálů a transportérů a produkci druhých poslů. Jaderné fosfoinozitidy se podílejí na posttranskripčních úpravách a exportu pre-mRNA, DNA transkripci a remodelování chromatinu. Zatímco cytoplasmatické funkce jsou dobře popsané, molekulární mechanizmy jaderných fosfoinozitidů v těchto jaderných procesech nebyly doposud dostatečně prozkoumány. V této práci jsme si kladli za cíl popsat lokalizaci fosfoinozitidů v jednotlivých funkčních kompartmentech jádra, což nám napomůže objasnit zapojení fosfoinozitidů do jaderných procesů. Dále jsme se zaměřili na identifikaci jaderných fosfoinozitidů zapojených do regulace genové exprese a objasnení detailního mechanismu interakce PI(4,5)P2 a PHF8 v regulaci transkripce ribozomálních genů. Dvěma nezávislými metodami jsme popsali lokalizaci fosfoinozitidů na jaderné membráně, v jaderných škvrnách, nukleoplasmě a jadérku. Tato rozšířená jaderná lokalizace naznačuje a i...
|
|
|
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...
|
|
|
Localization and function of phosphoinositides in the cell nucleus
Kalasová, Ilona ; Hozák, Pavel (vedoucí práce) ; Stopka, Tomáš (oponent) ; Šolc, Petr (oponent)
(CZECH) Fosfoinositidy jsou negativně nabité fosfolipidy. Jejich inositolová hlavička může být fosforylována na třech pozicích, a tak mohou tvořit sedm různě fosforylovaných forem. Cytoplasmatické fosfoinositidy regulují dynamiku buněčných membrán a cytoskeletu, transport membránových váčků, funkci iontových kanálů a transportérů a produkci druhých poslů. Jaderné fosfoinositidy ovlivňují postranskripční úpravy pre-mRNA, DNA transkripci a remodelování chromatinu. Jejich jaderné funkce jsou nicméně nedostatečně prozkoumány. Tato práce se zaměřuje na jaderný fosfatidylinositol 4-fosfát (PI(4)P) a fosfatidylinositol 4,5- bisfosfát (PI(4,5)P2), jejich lokalizaci a interakce s proteiny regulujícími transkripci. PI(4)P je součástí jaderné membrány, nachází se v jaderných speckles a v nukleoplasmě. Většina jaderného PI(4)P je navázána na chromatin a kolokalizuje s H3K4me2 histonovou značkou. PI(4,5)P2 lokalizuje do jadérka a jaderných speckles. Přibližně 30 % jaderného PI(4,5)P2 tvoří malé ostrůvky v nukleoplasmě. Nitro těchto ostrůvků je bohaté na uhlík a je pravděpodobně tvořeno lipidy. Ostrůvky jsou obklopeny proteiny a nukleovými kyselinami. Aktivní forma RNA polymerázy II lokalizuje k PI(4,5)P2 ostrůvkům a v blízkosti ostrůvků dochází k aktivní transkripci. Jaderný myosin 1 (NM1) váže PI(4,5)P2. Tato...
|
|
|
Formation of splicing machinery in the context of the cell nucleus
Stejskalová, Eva ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Vanáčová, Štěpánka (oponent) ; Malínský, Jan (oponent)
Většina genů kódujících proteiny vyšších eukaryot obsahuje introny, které musí být odstraněny z primárních transkriptů. Vznikající mRNA může být poté použita jako templát pro syntézu proteinů. Sestřih intronů probíhá za pomoci složitého sestřihového komplexu, který se skládá z malých jaderných ribonukleoproteinových částic. Tyto částice vznikají během několika postupných kroků, které se odehrávají jak v jádře, tak v cytoplazmě. Sestřihový komplex se poté postupně skládá na molekule pre- mRNA. Jedná se o velmi dynamický a přesně regulovaný proces, který závisí nejen na sekvenci samotné pre-mRNA, ale záleží i na stavu celého jádra, např. na modifikacích chromatinu. Mezi základní nezodpovězené biologické otázky patří například: Jak buňky řídí, kdy a kde se sestřihový komplex poskládá? Co předurčuje, které introny budou vystřiženy? V této práci zkoumáme sestřihový komplex a jeho skládání v kontextu buněčného jádra z několika různých úhlů pohledu. Za prvé se věnujeme neočekávané souvislosti mezi sestřihovým faktorem U1-70K a komplexem SMN (z angl. survival of motor neurons), který je hlavním účastníkem biosyntetické dráhy malých jaderných ribonukleoproteinových částic. Podařilo se nám odhalit, že protein U1-70K interaguje s komplexem SMN a že tato interakce je klíčová pro stabilitu gems, malých nemembránových...
|
host ::
RSS.