Úloha SUMO- a ubikvitin-ligasových komplexů v udržování stability genomu Arabidopsis thaliana

Bc. Pavel KOLODIN

Master's thesis

Role of SUMO- and ubiquitin-ligases complexes in Arabidopsis thaliana genome stability

Abstract:

DNA-protein crosslinks (DPCs) are one of the most toxic DNA lesions that can occur on DNA. Cytidine analogue zebularine has been found as one of the genotoxic compounds. Zebularine is incorporated in DNA during DNA replication and forms covalent crosslinks with DNA METHYLTRANSFERASE 1. Zebularine induces DPCs between DNA and enzyme DNA METHYLTRANSFERASE 1 (MET1) preferably in 5S and 45S rDNA, a highly repetitive part of the genome. Information about MET1-DPC repair is scarce however repair pathways including sumoylation by the STRUCTURAL CHROMOSOME MAINTENANCE 5/6 (SMC5/6) complex has been suggested. Our preliminary data suggested a link between SUMOylation and relocalization of the DNA damage to the nuclear pore complex. In this study, were investigated genetic interactions between STUbL2 and nucleoporins NUP136 and NUA. It was revealed that STUbL2 is involved in the same pathway as NUP136 while NUA is involved differently than STUbL2. Their distinct involvement in MET1-DPCs repair was further confirmed by analysis of homology recombination upon zebularine treatment where NUP136 was revealed to be involved while NUA was not.

Abstract:

DNA-proteinové crosslinky (DPC) jsou jedním z nejtoxičtějších poškození které se vyskytují na DNA. Jednou ze sloučenin které takové poškození způsobují je cytidinový analog zebularin. Zebularin je inkorporován do DNA během replikace DNA a vytváří kovalentní vazbu s DNA METHYLTRANSFERASOU 1 (MET1) což utváří DPC. Zebularin vyvolává DPCs mezi DNA a enzymem MET1 přednostně ve vysoce repetitivních částech genomu 5S a 45S rDNA. Informací o opravě MET1-DPC v rostlinách je málo, nicméně byly navrženy cesty opravy zahrnující SUMOylaci komplexem STRUCTURAL CHROMOSOME MAINTENANCE 5/6 (SMC5/6). Naše předběžné údaje naznačují souvislost mezi SUMOylací a relokalizací DPC ke komplexu jaderných pórů. V této studii byly zkoumány genetické interakce mezi STUbL2 a nukleoporiny NUP136 a NUA. Ukázalo se, že STUbL2 je zapojen do stejné dráhy jako NUP136, zatímco NUA je zapojen jinak než STUbL2. Jejich odlišné zapojení do oprav MET1-DPCs bylo dále potvrzeno analýzou homologní rekombinace po ošetření zebularinem, kde se ukázalo, že NUP136 je zapojen, zatímco NUA nikoli.

Keywords

DNA-proteinové crosslinky, NUA, NUP136, STUbL2, homologní rekombinace, jáderný pór, relokalizace

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2024

Thesis defence

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

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biotechnology and Genetic Engineering / Biotechnology and Genetic Engineering