Vzájemné interakce proteinů asociovaných s RNA podjednotkou telomerázy

Bc. Kristína Mlynárová

Master's thesis

Mutual interactions of proteins associated with the telomerase RNA subunit

Abstract:

Telomeres are short non-coding DNA sequences that form the ends of linear eukaryotic chromosomes. However, the enzymes ensuring the replication of DNA are not capable to synthesise these end sequences completely and therefore telomeres are shortened in each cell cycle. An enzyme that can synthesise telomeres on chromosome ends is called telomerase. Telomerase functions as reverse transcriptase consisting of two basic subunits: the protein subunit TERT (TElomerase Reverse Transcriptase) and the RNA subunit TR (Telomerase RNA). Various proteins that directly or indirectly interact with TERT, TR or both subunits are required for telomerase to function and assemble into a functional holoenzyme. In humans and yeast, a significant number of proteins governing telomerase activity has been described. Compared to these organisms and despite intensive ongoing research, the telomerase interactome in plants is only weakly characterised. This diploma thesis deals with the study of several proteins from the plant Arabidopsis thaliana which are assumed to be involved in the biogenesis of plant telomerase – for example in the proper assembly and stabilisation of its RNA subunit TR. For this study, ten candidate proteins representing structural homologs of mammalian factors involved in maturation of TR subunit were chosen. The aim of this work was to create expression clones carrying genes of interest and use these clones for the subsequent study of mutual protein-protein interactions between candidate proteins. With this approach it was possible to characterise chosen plant homologs in more detail and thus get closer to answering the question whether their telomerase-related function remains evolutionary conserved.

Abstract:

Telomery jsou krátké nekódující sekvence DNA tvořící konce lineárních eukaryotických chromozomů. Enzymy zabezpečující průběh replikace DNA nedokážou kompletně dosyntetizovat tyto koncové sekvence a proto se telomery v každém buněčném cyklu zkracují. Enzym, který dokáže syntetizovat telomery na konce chromozomů se nazývá telomeráza. Telomeráza funguje jako reverzní transkriptáza a skládá se ze dvou základních podjednotek: proteinové podjednotky TERT (TElomerase Reverse Transcriptase) a RNA podjednotky TR (Telomerase RNA). Pro správné fungování a poskládání telomerázy do funkčního holoenzymu jsou zapotřebí různé proteiny, které přímo nebo nepřímo interagují s TERT, TR nebo oběma podjednotkami. Značné množství proteinů regulujících telomerázu již bylo popsáno v člověku a kvasinkách. V porovnání s těmito organismy je navzdory intenzivnímu probíhajícímu výzkumu interaktom rostlinné telomerázy charakterizován jen málo. Tato diplomová práce se zabývá studiem několika proteinů z rostliny Arabidopsis thaliana u kterých se předpokládá, že se mohou účastnit biogeneze rostlinné telomerázy –⁠ například na správném sbalování a stabilizaci její RNA podjednotky TR. Pro výzkum bylo vybráno 10 proteinů, které jsou strukturními homology savčích proteinů podílejících se na vzniku funkční TR podjednotky. Cílem práce bylo klonovacími metodami vytvořit tvz. expresní klony obsahující geny zájmu a tyto klony dále použít pro testování vzájemných protein-proteinových interakcí mezi kandidátními proteiny. Takovým přístupem bylo možné vybrané rostlinné homology blíže charakterizovat a přiblížit se tak k zodpovězení otázky, zda zůstává jejich funkce související s telomerázou evolučně konzervována.

Keywords

Arabidopsis thaliana, protein-proteinové interakce, RNA podjednotka telomerázy, telomery, telomeráza, telomeráza-asociované proteiny Arabidopsis thaliana, proteín-proteínové interakcie, protein-protein interactions, telomeres, telomerase, telomerase-associated proteins, telomerase RNA subunit

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 20. 6. 2022
• Supervisor: Mgr. Petra Procházková Schrumpfová, Ph.D.
• Reader: RNDr. Jan Skalák, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics