Interakce telomerových proteinů nezbytné pro stabilizaci lidského genomu

Bc. Eliška Kůřilová

Bachelor's thesis

Interactions of telomeric proteins that are essential for human genome stability

Abstract:

Telomery jsou specializované nukleoproteinové struktury na koncích savčích chromozomů. V lidských buňkách sestávají telomery z DNA se sekvencí opakujících se repetic 5´-TTAGGG-3´ a asociovaných proteinů. Telomery jsou chráněny proteinovým komplexem shelterin skládajícím se z šesti podjednotek. Jednou z podjednotek shelterinu je protein TRF2 (Telomere repeat binding factor 2). TRF2 hraje klíčovou roli při tvorbě telomerové smyčky, která skrývá úplné konce telomer před jejich nechtěným rozpoznáním reparačními systémy buňky. TRF2 se podílí na koordinaci shelterinových podjednotek do funkčního komplexu. TRF2 plní i netelomerické funkce. Mimo telomery TRF2 například stabilizuje REST protein v nervových buňkách. REST se podílí na zastavení diferenciace nervových buněk v glioblastomu, čímž přispívá k růstu těchto nejčastějších a nejagresivnějších nádorů mozku se střední dobou přežití kratší než jeden rok. Přerušení vazby TRF2 na REST by mohlo vést k destabilizaci REST, jeho degradaci proteazomem a následně k zastavení růstu nádoru. Cílem práce je příprava proteinů a jejich zkrácených variant, kvantifikace vazby TRF2 a REST a identifikace interakčních oblastí obou proteinů za použití metod molekulární biologie a biochemie.

Abstract:

Telomeres are nucleoprotein structures at the ends of mammalian chromosomes. In human cells, telomeres consist of DNA with the sequence of repetitions 5´-TTAGGG-3´ and associated proteins. Telomeres are protected by shelterin – a protein complex formed by six subunits. One of subunits is TRF2 (Telomere repeat binding factor 2). TRF2 plays a key role in the formation of the telomere loop, which hides the very ends of telomeric DNA from their unwanted recognition by DNA reparation systems. TRF2 is involved in the coordination of shelterin subunits into a functional complex. TRF2 also performs non-telomeric functions. Outside telomeres, for exaple, it stabilizes REST protein in neural cells. REST suppresses the differentiation of neural cells in glioblastoma, thereby contributing to the growth of these the most common and aggressive brain tumors with the median overall survival time less than one year. The inhibition of TRF2 binding to REST could lead to REST destabilization and its subsequent degradation by the proteasome and eventual arrest of tumor growth. The aim of the thesis is to prepare proteins and their truncated variants, quantify TRF2 and REST binding affinity, and identify interaction of both proteins using methods molecular biology and biochemistry.

Keywords

telomera, telomeráza, shelterin, TRF2, REST, protein-proteinové interakce, gliom, fluorescenční anizotropie, telomere, telomerase, protein-protein interaction, glioma, fluorescence anisotropy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 16. 7. 2020
• Supervisor: doc. Mgr. Ctirad Hofr, Ph.D.
• Reader: Mgr. Ivona Nečasová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry