Vliv ribozomálního stresu na markery poškození DNA

Ivana DRUŽBÍKOVÁ

Bachelor's thesis

The effect of ribosomal stress on DNA damage markers

Abstract:

Pro život jako takový je nesmírně důležitá stabilita, integrita genomu buněk a ochrana DNA před poškozením. Účinkem exogenních a endogenních faktorů dochází často k chemickým změnám ve struktuře DNA - poškození DNA. Neopravené poškození DNA se projevuje mutacemi, které mohou souviset se vznikem různých onemocnění. Buňky si během evoluce vytvořily systémy na vlastní ochranu - opravné dráhy, které brání trvalému poškození DNA, buněk a celého organizmu. Nereparovaná nebo chybně reparovaná DNA u buněk vede k senescenci nebo apoptóze. Ribozomální stres je stav nedostatečné či chybné syntézy ribozomů. Mutace v genech kódujících ribozomální proteiny, které se podílí na této syntéze, mohou vést ke vzniku onemocnění, tzv. ribozomopatie. Mutace v genech RPL5 a RPL11 byly identifikovány u pacientů s Diamond-Blackfanovou anémií. V praktické části byly klonovány lidské geny pro vybrané ribozomální proteiny do plazmidu ptdTomato-C1, připravenými vektory byly transfekovány lidské buňky MRC5 a následně na nich byly imunofluorescenčně značeny tři vybrané markery poškození DNA (gamma-H2AX, 53BP1 a MDC1). Pomocí obrazové analýzy a automatické analýzy obrazu byly srovnány pozitivní (IR) a negativní (nonIR) kontroly MRC5 buněk a s nimi byly porovnány transfekované MRC5 buňky plazmidem ptdTomato-C1 s přirozenou nebo mutantní formou expresního genu. Byly analyzovány markery poškození DNA v buňkách pod ribozomálním stresem, avšak vliv ribozomálního stresu na poškození DNA nebyl na základě experimentální části prokázán.

Abstract:

The protection of genetic information from DNA damage effects is extremely important because the genome stability and integrity is essential for every cell. The DNA damage can be caused by exogenous and endogenous factors which change the DNA chemical structure. The impaired DNA damage leads to mutations that may be associated with various diseases. During the evolution, cells created repair mechanisms for their own protection DNA damage repair systems which are pathways protecting DNA, cells and whole organisms from their permanent damage. Defects in DNA repair lead to senescence or apoptosis. The ribosomal stress is characterized by the impaired or faulty ribosome biogenesis. Mutations in genes encoding ribosomal proteins which are involved in synthesis of ribosomes can lead to the disease called ribosomopathy. Mutations in genes RPL5 and RPL11 were identified in Diamond-Blackfan anemia patients. In the experimental part of this work human genes encoding target ribosomal proteins were cloned into ptdTomato-C1 vector, MRC5 human cells were transfected with this vector and subsequently immunofluorescent labelling of three specific markers for DNA damage (gamma-H2AX, 53BP1 and MDC1) was done. Positive (IR) and negative (nonIR) controls were compared using image analysis and automatic image analysis. Then these controls were compared with the results from MRC5 cells carrying ptdTomato-C1 plasmid with the wild type or mutant form of the selected gene. In conclusion, DNA damage markers in cells under the ribosomal stress were analysed but the ribosomal stress effect on DNA damage was not proved.

Keywords

poškození DNA, oprava poškození DNA, ribozomální stres, markery poškození DNA, RPL5, RPL11, gamma-H2AX, 53BP1, MDC1

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2016

Accessible from:: 5. 5. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Natálie Táborská

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology