Mechanismus oprav DNA-proteinových crosslinků u huseníčku rolního

Bc. Veronika KAŠKOVÁ

Master's thesis

Mechanism of DNA-protein crosslinks repair in Arabidopsis thaliana.

Abstract:

DNA-proteinové crosslinky jsou vzhledem ke své variabilitě jedním z nejtoxičtějších, ale nejméně prozkoumaných DNA poškození u rostlin. Za účelem lepšího porozumění opravnému mechanismu byl v laboratoři dr. Pečinky navržen dopředný genetický screen pro identifikaci nových faktorů zapojených v opravách DNA-proteinových crosslinků. Díky tomuto dopřednému genetickému screenu jsou vysoce efektivně vybírány nové kandidátní geny, u nichž je analyzováno jejich zapojení do oprav DNA-proteinových crosslinků, a to v závislosti na senzitivitě vybraných rostlin k zebularinu. Zebularin je analog cytidinu, který po inkorporaci do molekuly DNA vytváří kovalentní vazbu mezi DNA methyltransferázou 1 a DNA řetězcem, tím vytváří fyzickou bariéru pro enzymy zprostředkovávající replikaci a transkripci, čímž přímo ohrožuje integritu genomu. Díky dopřednému genetickému screenu bylo již dříve odhaleno, že se oprav DNA-proteinových crosslinků účastní také SMC5/6 komplex, který hraje zásadní roli v udržování stability genomu odstraňováním komplexních DNA struktur. Navíc tento komplex disponuje širokým spektrem dalších funkcí v DNA metabolismu. Nově identifikovaným genem zapojujícím se do oprav DNA-proteinových crosslinků je pak RTEL1. Tato práce je zaměřena na validaci tohoto kandidátního genu, a také na analýzu mechanismu jeho zapojení do oprav poškození DNA, zejména pak na genetickou interakci mezi SMC5/6 komplexem. Analýza byla provedena pomocí dvojitých mutantů vzniklých křížením rostlin deficientních na RTEL1 a na určité podjednotky SMC5/6 komplexu.

Abstract:

Due to their variability, DNA-protein crosslinks are one of the most toxic but least studied DNA damage in plants. In order to understand its repair mechanism, the group of Dr. Pečinka designed a forward genetic screen to identify new factors involved in DNA-protein crosslink repair. This allows high efficiency selection of new candidate genes. The involvement of these candidates in DNA-protein crosslink repair is analyzed based, on the sensitivity of selected plants to zebularin. Zebularin is a cytidine analog that, when incorporated into a DNA molecule, forms a covalent bond between DNA methyltransferase 1 and the DNA strand. Thus, zebularine directly compromises genom integrity, by creating a physical barrier to enzymes that mediate replication and transcription. It has previously been revealed that the SMC5/6 complex plays a crucial role in maintaining genome stability by removing complex DNA structures. In addition, this complex provides a wide range of other functions in DNA metabolism. RTEL1 was identified as one of the the new factors involved in DNA-protein crosslink repair. This work aims at validation of this candidate gene, as well as analysing of the mechanism of its involvement in the repair of DNA damage, especially the genetic interaction between the SMC5/6 complex. The analysis was performed using double mutants created by crossing plants deficient in RTEL1 and the subunits of the SMC5/6 complex.

Keywords

DNA-proteinové crosslinky, zebularin, Arabidopsis thaliana, SMC5/6 komplex, RTEL1 helikáza

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Eva Dvořák Tomaštíková, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology