Nucleases in DNA repair

Melita Chavdarova, M.Sc.

Doctoral thesis

Abstract:

Abstrakt DNA dvouřetězcové zlomy patří k nejvíce škodlivým a mutagenním poškozením DNA, které mohou mít za následek závažné chromosomové aberace, zastavení buněčného cyklu a buněčnou smrt. V buňkách se proto vyvinuly dva hlavní mechanismy na opravu těchto poškození: nehomologické spojování konců (NHEJ) a homologní rekombinace (HR). K účinné opravě dvouřetězcových zlomů je nutná přítomnost enzymů, které mají nukleázovou, příp. helikázovou aktivitu, a jejichž funkce je přísně regulována. Většina nukleáz může interagovat s dalšími DNA opravnými proteiny, které je poté pomáhají transportovat na místo poškozené DNA nebo stimulují jejich aktivitu. Funkce nukleáz při opravě DNA je dále regulována pomocí post-translačních modifikací (např. fosforylací nebo sumoylací). Tato práce se zaměřuje na studium protein-proteinových interakcí a vlivu sumoylace na roli nukleáz při opravě DNA.

Abstract:

Abstract The DNA double-strand breaks (DSBs) are considered to be one of the most toxic and mutagenic forms of DNA lesions which could lead to severe genetic aberrations, cell cycle arrest and cell death. Therefore cell have evolved two major pathways to deal with the repair of DSBs: non-homologous end joining (NHEJ) and homologous recombination (HR). A network of conserved enzymes with helicase and nuclease activities, which must be tightly regulated, is required to efficiently repair the DSBs. Many of these enzymes interact with other repair factors that help to recruit them to specific sites of DNA lesion or stimulate their activities. In addition, the enzymes can be post-translationally modified (e.g. phosphorylation, sumoylation, ubiquitylation) that can dramatically influence their activity in order to mediate the repair. This work focuses on the investigation of the effects of protein-protein interactions or modification of the nucleases by SUMO protein in the repair of DNA.

Keywords

Klíčová slova, Oprava DNA dvouřetězcových zlomů, homologní rekombinace, Srs2 protein, Mus81-Mms4, Rad1-Rad10 Keywords, DNA double-strand break repair, homologous recombination, Rad1-Rad10

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 8. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 11. 9. 2014
• Supervisor: doc. Mgr. Lumír Krejčí, Ph.D.
• Reader: Mgr. Miroslav Chovanec, PhD., Mgr. Martin Mistrík, PhD.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry (4-years) / Biomolecular Chemistry