<p><strong>Detekce epitranskriptomických modifikací nekódujících RNA u rostlin</strong></p>

Bc. Markéta Petrůjová

Master's thesis

<p><strong>Detection of epitranscriptomic modifications on non-coding RNAs in plants</strong></p>

Abstract:

Epitranskriptomika je nový vědní obor zkoumající informace o ribonukleových kyselinách nad rámec primární sekvence transkriptů. Sleduje posttranskripční modifikace RNA, během nichž může docházet k modifikaci ribózy, ke změně báze nebo k izomerizaci. Tyto modifikace ovlivňují strukturu a stabilitu primárních produktů genetické informace rostliny a její odpověď na biotický či abiotický stres. Jednou z nejčastějších modifikací je pseudouridylace. Přítomnost pseudouridinů v sekvenci rRNA, tRNA a dalších nekódujících RNA má vliv na jejich stabilitu i strukturní vlastnosti. Zatímco pro hojně zastoupené typy RNA je volba metodiky zkoumání jednodušší, u méně abundantních RNA je potřeba použít odlišné a citlivější metody detekce. Příkladem méně abundantní nekódující RNA je telomerázová RNA, která je součástí komplexu telomerázy a obsahuje templát pro syntézu telomerických sekvencí. Tato práce se zaměřuje na detekci pseudouridinů v telomerázové RNA u modelové rostliny Arabidopsis thaliana. Využívá chemickou modifikaci pomocí činidla CMC v kombinaci s reverzní transkripcí a kvantitativní PCR, přičemž důležitým krokem je následná analýza křivek teplot tání produktů, které umožňují od sebe odlišit modifikovanou a nemodifikovanou RNA. Tento přístup byl již dříve aplikován na hojně zastoupenou rRNA. Metoda byla úspěšně optimalizována, validována na 18S rRNA a následně aplikována na telomerázovou RNA. Součástí práce je také in silico modelování, které ukazuje vliv přítomnosti pseudouridinu na sekundární strukturu telomerázové RNA.

Abstract:

Epitranscriptomics is a new scientific field that examines information about ribonucleic acids beyond the primary sequence of transcripts. It studies post-transcriptional modifications of RNA, during which ribose modifications, base substitutions, or isomerizations may occur. These modifications influence the structure and stability of the primary products of a plant’s genetic information, as well as its response to biotic or abiotic stress. One of the most common modifications is pseudouridylation. The presence of pseudouridines in the sequences of rRNA, tRNA, and other non-coding RNAs affects their stability and structural properties. While the choice of analytical methodology is simpler for abundant RNA types, less abundant RNAs require different and more sensitive detection methods. An example of a less abundant non-coding RNA is telomerase RNA, which is part of the telomerase complex and serves as a template for the synthesis of telomeric sequences. This work focuses on detecting pseudouridines in telomerase RNA in the plant Arabidopsis thaliana. It employs chemical modification using CMC in combination with reverse transcription and quantitative PCR, with an important step including the analysis of melting curves of the products, which allow us to differentiate between modified and unmodified RNA. This approach has previously been applied to abundant rRNA. The method was successfully optimized, validated on 18S rRNA, and subsequently applied to telomerase RNA. The work also includes in silico modeling, which demonstrates the effect of pseudouridine on the secondary structure of telomerase RNA.

Keywords

nekódující RNA, telomeráza, pseudouridin, telomerázová RNA, qPCR, non-coding RNA, telomerase, pseudouridine, telomerase RNA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2026

Thesis defence

• Date of defence: 22. 6. 2026
• Supervisor: prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.
• Reader: Mgr. Michal Závodník, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical biochemistry