Volba dráhy opravného mechanismu DNA v lidských indukovaných pluripotentních buňkách odvozených z pacientů trpících Nijmegen breakage syndromem

Bc. Jakub Mišťúrik

Master's thesis

DNA repair pathway choice in human induced pluripotent cells derived from patients suffering Nijmegen breakage syndrome

Abstract:

Nijmegen breakage syndrome (NBS) je vzácné autozomálně recesivní onemocnění, které v České republice postihuje 1 z 95 000 novorozenců. NBS se projevuje mikrocefalií a mírnou růstovou a mentální retardací. Pacienti s NBS trpí imunodeficiencí a často se u nich v raném věku objevují malignity. Molekulární příčinou NBS je mutace v genu NBN kódujícím protein nibrin (NBN), která vede k translaci dvou kratších fragmentů proteinu. Nibrin se jako součást MRN (MRE11-RAD50-NBN) komplexu podílí na odpovědi na poškození DNA. Nibrin je zodpovědný za lokalizaci MRN komplexu na dvouřetězcové zlomy DNA a za zesílení aktivace ATM, hlavní kinázy odpovědi na poškození DNA. Při opravě DNA nibrin zprostředkovává resekci konců DNA nukleázou MRE11, což je první krok homologní rekombinace. Tato práce analyzuje odpověď na poškození DNA a volbu opravné dráhy dvouřetězcových zlomů DNA u lidských indukovaných pluripotentních kmenových buněk odvozených z kožních fibroblastů pacientů s NBS a lidských embryonálních kmenových buněk se sníženou expresí nibrinu.

Abstract:

Nijmegen breakage syndrome (NBS) is a rare autosomal recessive disorder affecting 1 of 95000 newborns in the Czech Republic. NBS manifests with microcephaly and mild growth, and mental retardation. NBS patients suffer from immunodeficiency and frequently develop malignancies at an early age. The molecular cause of NBS is the mutation in the NBN gene encoding the nibrin (NBN) protein, leading to the translation of two shorter protein fragments. Nibrin, as a part of the MRN (MRE11-RAD50-NBN) complex, is involved in the DNA damage response. Nibrin is responsible for the MRN complex’s localization onto DNA double-strand breaks and amplifying the activation of ATM, the main DNA damage response kinase. In DNA repair, nibrin mediates the resection of DNA ends by MRE11 nuclease, the first step of homologous recombination. This thesis analyses the DNA damage response, and DNA double-strand breaks repair pathway choice in human induced pluripotent stem cells derived from NBS patients’ skin fibroblasts and human embryonic stem cells with downregulated expression of nibrin.

Keywords

Nijmegen breakage syndrome (NBS), Human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), Human embryonic stem cells (hESCs), DNA repair, DNA damage response (DDR), Cell cycle regulation, 657del5, Nibrin (NBN)

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 5. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2023
• Supervisor: Mgr. Vladimír Rotrekl, Ph.D.
• Reader: Mgr. Jan Raška, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics