RAD51 Regulators: Shaping The Filament

Bc. Ondrej Beláň

Bachelor's thesis

Abstract:

Dvouřeťezcové zlomy (DSBs) jsou jedním z nejnebezpečnějších typů poškození DNA - v případě, že nejsou rychle opraveny, mohou vést k nestabilitě genomu, buněčné smrti nebo maligní transformaci. Za jejich bezchybnou opravu v buňce zodpovídá homologní rekombinace (HR) – v níž hraje důležitou úlohu centrální rekombináza RAD51. Rekombinační mediátory, mezi které patří BRCA2 a RAD51 paralogy, stimulují aktivitu RAD51, zatímco anti-rekombinázy zabraňují nekontrolované rekombinaci rozrušením RAD51 vlákna. Mutace v BRCA2 a RAD51 paralozích jsou asociovány s rizikem vzniku rakoviny prsu, ovarií a s genetickým onemocněním – Fanconiho anémii. Avšak přesná funkce těchto faktorů a mechanizmus jejich účinku na RAD51 není přesně objasněn. Cílem této práce proto bylo za pomoci molekulárně biologických, biochemických a biofyzikálních metod rozklíčovat mechanizmy regulace RAD51 rekombinačními mediátory, a objasnit jak poruchy těchto mechanizmů mohou vést ke vzniku nádorových onemocnění nebo vzniku rezistence/sensitivity na konkrétní typ protinádorové terapie.

Abstract:

DNA double strand breaks (DSBs) are among the most toxic genome lesions. If unrepaired, DSBs can lead to extensive genome instability, cell death or cancerogenesis. Homologous recombination (HR) accounts for an “error-free” repair of DSBs with RAD51 recombinase playing central role in this pathway. Recombination mediators such as BRCA2 and RAD51 paralogues promote HR, while antirecombinases inhibit rogue HR by disrupting RAD51 filament. Importantly, mutations in BRCA2 and RAD51 paralogues are associated with increased risk of developing breast or ovarian cancer and with Fanconi anaemia – a rare genetic disease. Nevertheless, the exact molecular mechanism of their action remains poorly understood. Therefore, the aim of this thesis was to characterize how these factors regulate RAD51 on molecular level using molecular biology, biochemical and biophysical approaches in addition to understanding how deregulation of the process could contribute to tumourigenesis or be utilized in anticancer therapy.

Keywords

genome instability, DNA double strand breaks, homologous recombination, RAD51

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2017
• Supervisor: doc. Mgr. Lumír Krejčí, Ph.D.
• Reader: Dr Vincenzo Costanzo, MD-PhD

Masaryk University

Faculty of Medicine

Bachelor programme / field:
Specializations in Health Science / Laboratory Assistant