Molekulární principy dendritického RNA transportu

Mgr. Pavel Horák

Bakalářská práce

Molecular principles of dendritic RNA transport

Anotace:

Tato bakalářská práce je věnována studiu principů translační kontroly mRNA jak v průběhu jejího transportu z těla neuronu do postsynaptických oblastí, tak i po její úpěšné lokalizaci do této domény. Translační kontrola má zásadní vliv na plasticitu synapsí a kognitivní funkce mozku s ní spojené. Tato kontrola je zajišťována mechanismy působícími na různých úrovních syntézy nových proteinů. Mezi nimi identifikujeme i BC1 RNA, která se aktivně podílí na inhibici translace v postsynaptické doméně. Avšak aby zde mohla vykonávat svou funkci, musí tam být nejdříve dopravena. Tento transport je závislý na jejích DTE (dendritic targeting elements) a interakci se dvěma proteiny, jmenovitě Pur-α a hnRNP A2, nicméně podstata těchto interakcí na molekulární úrovni není známa. A proto jsem se zaměřil právě na zodpovězení otázek „jakým způsobem tyto proteiny rozeznávají vazebné domény v sekvenci BC1 RNA?“, či „zda oba tyto proteiny přímo interagují s BC1 RNA, nebo pouze jeden, který zároveň umožňuje vazbu druhého?“. Experimentální část mé práce ukázala, že oba proteiny vykazují schopnost se přímo vázat na DTE BC1 RNA, avšak každý s jinou afinitou. Tato práce pomohla nastínit DTE interakční domény pro jak RNA, tak proteiny, čímž otevřela prostor pro navazující strukturní studium.

Abstract:

This thesis is dedicated to the research of the principles of translational control of mRNAs not only through its transport from the neuronal soma to the postsynaptic density (PSD), but also after its successful localization in this compartment. Translational control has a fundamental impact on synaptic plasticity and cognitive functions of the brain that are tightly linked to it. This control is facilitated by various mechanisms operating on different levels of protein synthesis. Here we study BC1 RNA, which participates actively to the inhibition of translation in the PSD. To function in this compartment, BC1 RNA is actively transported to distal dendritic regions. The BC1 RNA transport depends on its dendritic targeting elements (DTE) and on the interaction with two proteins, namely Pur-α and hnRNP A2, however the molecular bases of these interactions remain poorly understood. And that is why I have focused on answering questions “by which means these proteins recognize binding domains within the sequence of BC1 RNA?”, or “do both of these proteins interact directly with the BC1 RNA, or only one of them does, while providing interactions sites for the other one?”. The experimental part of my thesis show that both Pur-α and hnRNP A2 exhibit binding activity to the same structural elements of the BC1 DTE RNA, albeit with different affinity. This work helped to delineate the DTE interaction domains for both the RNA and the proteins and thus set the stage for further structural investigations in the future.

Keywords

Neuron, dendritic transport, translation control, BC1 RNA, ncRNAs, Pur-α, hnRNP A2

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 17. 6. 2013
• Vedoucí: Mgr. PharmDr. Peter Lukavsky, Dr. rer. nat.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie