Využití systému CRISPR/Cas9 pro značení mitotických chromozomů v suspenzi

Bc. Lucie DOSTÁLOVÁ

Master's thesis

CRISPR/Cas9 system for labeling mitotic chromosomes in suspension

Abstract:

Velikost rostlinných genomů je v rámci rostlinné říše velice variabilní. Jednou z příčin vysoké variability rostlinných genomů je skutečnost, že v průběhu evoluce bylo mnoho rostlinných druhů ovlivněno vnitrodruhovými nebo mezidruhovými hybridizacemi a polyploidizací, při níž dochází ke zdvojování sad chromozomů. Dalším důvodem, který přispívá k proměnlivosti je přítomnost rozdílného obsahu repetitivních sekvencí DNA, které se v genomu nachází. Mnoho hospodářsky významných plodin, jako například pšenice, ječmen či žito mají velké a komplexní genomy, což znesnadňuje a prodražuje jejich analýzu. Ta může být ale zjednodušena rozdělením genomu na jeho podjednotky - chromozómy pomocí metody průtokové cytometrie. Nicméně i třídění chromozomů je u mnohých rostlinných druhů komplikováno malými rozdíly v jejich velikosti DNA. Proto je snaha vyvinout různé alternativní přístupy pro značení chromozomů v suspenzi, které by mohli být do budoucna řešením tohoto problému. Jako jedna z možností se nabízí značení chromozómů v suspenzi metodou CASFISH, která používá systém CRISPR/Cas9 typu II z bakterie Streptoccocus pyogenes. Teoreticky je možné jej využít pro značení chromozomů, a to bez denaturace, která má negativní dopad na morfologii chromozomů.

Abstract:

The size of plant genomes is very variable within the plant kingdom. One of the causes of high variability in plant genomes is that during evolution, many plant species were affected by intraspecific or interspecific hybridization and polyploidization, resulting in duplication of chromosome complement. Another reason contributing to variability is the presence of different content of repetitive DNA sequences present in the genome. Many economically important crops, such as wheat, barley and rye, have large and complex genomes, making it difficult and more expensive to analysis. A possible way to simplify their analysis is to divide their genomes into natural subunits - chromosomes. However, even the sorting of chromosomes is complicated by small differences in their DNA size in many plant species. Therefore, efforts are made to develop various alternative approaches for labelling chromosomes in suspension. A plausible alternative for chromosome labelling might be CASFISH. This method uses a CRISPR/Cas9 type II system from Streptoccocus pyogenes. Fluorescently labelled Cas9 construct can be used as a probe for labelling target DNA sequence without denaturation, which has a negative impact on chromosome morphology.

Keywords

CRISPR/Cas9, průtoková cytometrie, CASFISH

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Petr Cápal, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology