Identifikace a characterizace kvadruplex formujících segmentů v promotorové DNA.

Mgr. Šimon Džatko

Bachelor's thesis

Identification and characterization of quadruplex forming motifs in promoter DNA:

Abstract:

In this thesis we study posibilities of selective targetting of aberrant FGFR3 signaling by using DNA G-quadruplexes (G4) localised in promoter region of fgf2, fgf3, fgfr2 a fgfr3 genes. In this work we describe biological function of these genes and their role in aberrant FGFR3 signaling causing skeletal dysplasias, than this work focus on the role of G4´s in regulation of gene expression. This work suggest the way of selective targetting of FGFR3 signaling by genome inspired G4 aptamers. To acheve this goal we run the bioinformatics analysis of promoter regions of studied genes and according to this analysis we designed G4 oligonucleotides. We run phenotype assay on RCS chondrocytes to verify the ability to interact with FGFR3 signaling of these oligonucleotides . Secondary structure of oligonucleotides was verified by NMR spectroscopy and related to results of bioinformatics analyse and phenotype assay. This work is also focused on study the possibilities for regulation fgf2, fgf3, fgfr2 and fgfr3 genes expresion by interactong with G4´s in promter region of these genes and we desribe the preparation of plasmid reporter system for studiing the role of G4´s localised i promoter region of fgf2, fgf3, fgfr2 and fgfr3 genes in regulation of their gene expression. Results of this work can propose the strategy for effective targeting of FGFR3 signaling.

Abstract:

Tato práce zkoumá možnosti selektivního targetování FGFR3 signalingu pomocí DNA G-kvadruplexů (G4) lokalizovaných v promotorových oblastech fgf2, fgf3, fgfr2 a fgfr3 genů. V práci je popsaná biologická funkce příslušných genů a jejich úloha v souvislosti s nenormálním FGFR3 signalingem způsobujícím skeletální dysplázie a dále se práce zabývá úlohou G4 při regulaci genové exprese. Tato práce následne navrhuje způsob selektivního targetování FGFR3 signalingu pomocí genomem inspirovaných G4 aptametrů. Za tímto účelem byla provedena bioinformatická analýza promotorových oblastí těchto genů, na jejímž základě byly vytvořené G4 oligonukleotidy. Schopnost těchto oligonukleotidů interagovat s FGFR3 signalingem byla testována ve fenotypové eseji na RCS chondrocytech. Sekundární struktura G4 oligonukleotidů byla prozkoumána pomocí NMR spektroskopie a byla daná do korelace výsledky bioinformatické analýzy a fenotypové eseje. Cílem této práce je taktéž proskoumat možnosti regulace exprese fgf2, fgf3, fgfr2 a fgfr3 genů prostřednictvím G4 lokalizovaných v promotorových oblastech těchto genů a popisuje tvorbu reportérového systému, jenž umožňuje studovat vliv G4 z promotorových oblastí fgf2, fgf3, fgfr2 a fgfr3 genů na regulaci jejich genové exprese. Výsledkem této práce mohou indikovat směr pro další výzkum zaměřen na efektivní targetování FGFR3 signalingu.

Keywords

DNA G-qadruplex, FGF, NMR, FGFR3, aptamer, regulation of gene expresession, DNA G-kvadruplex, regulace genové exprese

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 23. 6. 2014
• Supervisor: doc. Mgr. Lukáš Trantírek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Biophysics