Charakterizace alternativních sekvenčních motivů v C-bohaté telomerní DNA

Bc. Daniel Krafčík

Master's thesis

Characterization of alternative sequence variants in C-rich telomeric DNA

Abstract:

Tato práce se zabývá studiem telomerních sekvencí DNA a sekundárních struktur DNA, které dané sekvence mohou vytvářet. Konkrétně se jedná o alternativní sekvence, které jsou pozorovány ve vyšší míře u ALT (alternativní prodlužování telomer) linie rakovinových buněk, které jsou dávány do kontrastu s kanonickým telomerním šest nukleotidovým opakujícím se segmentem v C-bohatém řetězci (TAACCC)n. Cílem této práce je zjistit, zda některé změny bází v jedné z pozic tohoto segmentu, přirozeně zastoupeném u ALT linií buněk, ovlivní přirozené formování tetraplexové sekundární struktury, tzv. i-motivu, a popřípadě určit o jakou novou sekundární strukturu se jedná. Pro studium těchto sekvencí jsou vybrány nativní polyakrylamidová gelová elektroforéza, UV/CD spektroskopie, NMR spektroskopie a smFRET. V případě pozitivního výsledku by získaná data mohla v budoucnosti pomoci při cílené léčbě rakovinných onemocnění, které využívají ALT proces pro bujení. Práce obsahuje výsledky z deseti různých nejvíce zastoupených variantních sekvencí z telomerní oblasti. Ze tří, které vykazují změnu, je jedna studována podrobněji s cílem určení konkrétní struktury.

Abstract:

This work is aimed on studying telomeric sequences of DNA and higher order secondary structures of DNA which may arise from them. Specifically, alternative sequences, found in higher extent in ALT (Alternative Lengthening of Telomeres) cancer cell lines, are studied and put in contrast to canonical telomeric six nucleotide repeating segment from C-rich telomeric strand (TAACCC)n. Main goal of this work is to find out if any replacements of bases in one of the six positions of this segment, which are commonly present in ALT line of cells, may affect naturally formed tetraplex secondary structure, so called i-motif, and possibly identify what is the new higher order secondary structure. Gel electrophoresis, UV/CD spectroscopy, NMR spectroscopy and smFRET are biophysical techniques chosen to study these sequences. In the case of positive results, obtained data could help in the future in targeted treatment of cancers using ALT pathway as a process of proliferation. The work contains results of ten different telomeric variants from which three indicates change, and one is studied in more detail with the goal of acquiring concrete structural model.

Keywords

DNA, telomere, ALT pathway, i-motif, tetraplex, hairpin, C-overhang, telomera, i-motiv, vlásenka

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2017
• Supervisor: doc. Mgr. Lukáš Trantírek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Biophysics