Využití technik pokročilé konfokální mikroskopie a FRAP analýzy při studiu struktury a dynamiky chromatinu

Mgr. Petra Řezníčková-Podloučková, Ph.D.

Doctoral thesis

How to use an advanced confocal microscopy and FRAP analysis for study of chromatin structure and dynamics

Abstract:

Tato dizertační práce je zaměřena na studium struktury a funkce interfázních jader. Sledována byla zejména dynamika jaderných proteinů HP1, 53BP1, BMI1, a UBF. Experimenty byly prováděny převážně u myších embryonálních fibroblastů, u neozářených buněk a u buněk vystavených účinkům UVA nebo γ-záření. Toto záření vyvolává různé druhy poškození DNA. Správný průběh opravy poškozené DNA je základním a nezbytným fyziologickým procesem. Dynamika vybraných jaderných proteinů byla dále studována u buněk s deficiencí laminů typu A. V této práci zkoumáme, zda jaderné proteiny účastnící se oprav DNA potřebují pro svou funkci laminy typu A. Dynamické vlastnosti proteinů byly studovány FRAP technikou (Fluorescence Recovery After Photobleaching) u živých buněk pomocí konfokálního mikroskopu. Interakce proteinů byly sledovány metodou FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer). Konfokální mikroskopie umožňuje sledovat mikroskopické objekty s vysokým rozlišením a poskytuje informace o jejich trojrozměrné struktuře, která se může v čase měnit. Pokročilé mikroskopické techniky tak přispívají k získání a prohloubení poznatků v oblasti buněčné, molekulární biologie a biofyziky.

Abstract:

This thesis is focused on the study of the structure and function of interphase cell nucleus. We monitored dynamics of nuclear proteins HP1, 53BP1, BMI1, and UBF. Experiments were mainly performed with the use of mouse embryonic fibroblasts, with non-irradiated cells and with cells exposed to UVA or γ-irradiation. Various radiation sources induce different types of DNA damage. The optimal repair of damaged DNA is fundamental for physiological processes. Dynamics of selected nuclear proteins we also studied in cells with A-type lamin deficiency. In this thesis we study whether nuclear proteins involved in DNA repair require functional Atype lamins. Dynamic properties of proteins we studied in living cells by FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) technique carried out by a confocal microscope. Protein interactions we investigated using FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) analysis. Confocal microscopy allows monitoring microscopic objects with a high resolution and provides information about its three-dimensional structure in time, and thus, contributes to an extension of knowledge in cellular and molecular biology as well as biophysics.

Keywords

Chromatin, proteiny HP1, Laminy, poškození DNA, FRAP, FRET, HP1 proteins, Lamins, DNA damage

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 12. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 10. 4. 2017
• Supervisor: doc. RNDr. Eva Bártová, Ph.D.
• Reader: Mgr. Zdeněk Kubát, Ph.D., prof. RNDr. Ivan Raška, DrSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Physics (4-years) / Biophysics