Možnosti editování savčího genomu

Martin LIPTAY

Bachelor's thesis

Genome editing approaches in mammals

Anotácia:

Účelem teoretické části této práce je poskytnout přehled nejpoužívanějších nástrojů, které v posledních letech umožňují precizní a efektivní provádění cílených modifikací genomů savců. Těmito nástroji jsou zinc finger nukleázy, TALE nukleázy a CRIPSR/Cas9 systém. Všechny tyto metody jsou založeny na rozpoznávání specifických míst v genomu a indukci dvouvláknových zlomů v určité vzdálenosti za rozpoznávanou oblastí. Vznikem těchto zlomů je iniciována kaskáda dějů vedoucí k reparaci poškozené oblasti DNA. Tato oprava je prováděna cestou nehomologního spojování konců chromozomů (NHEJ), nebo cestou homologní rekombinace (HR). Při provádění cílených změn jsou ve skutečnosti využívány přirozené vlastnosti těchto mechanismů. Zatímco nepřesný a chybový proces NHEJ může být využit při indukci delecí a genových disrupcí, precizní proces HR může být využit např. pro účely přesných inzercí či substitucí. Experimentální část se zabývá praktickými aspekty designu TALE nukleázy a sestavením disrupční kazety pro účely přípravy reportérové linie exprimujicí fůzní protein MDC1-GFP pod kontrolou nativního promotoru.

Abstract:

The purpose of the theoretical part of this work is to provide a summary of the recent most widely used tools allowing precise and effective introduction of targeted modifications into mammal genomes. These tools are represented by the zinc finger nucleases, TALE nucleases and the CRISPR/Cas9 system. All of these methods are based on recognition of specific sites within the genome and induction of the double strand breaks in certain distances behind the recognition site. Induction of these breaks initiates a cascade leading to reparation of the damaged DNA region. This reparation is performed by the non-homologous end joining (NHEJ), or homologous recombination (HR) repair pathway. Interestingly, intrinsic attributes of these pathways are used for introducing targeted changes in the genome. While inaccurate and error-prone NHEJ can be used for inducing deletions and gene disruptions, precise HR can be used e.g. for accurate insertions or substitutions. Experimental part of this work is focused on practical aspects of TALE nuclease design and construction of a disruption cassette that will be used for establishing a reporter cell line expressing MDC1-GFP fusion protein controlled by native promoter.

Kľúčové slová

ZFN, TALEN, CRISPR/Cas, dvouvláknový zlom, homologní rekombinace, nehomologní spojování konců

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 5. 2014

Zverejniť od: 9. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Mgr. Juraj Kramara, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Biology / Molecular and Cell Biology