Dynamika rDNA a telomerových repetic v průběhu reverze fas mutant Arabidopsis thaliana

Bc. Michal Jež

Master's thesis

Dynamics of rDNA and telomeric repeats during reversion of Arabidopsis thaliana fas mutants

Abstract:

Chromatin assembly factor 1 (CAF1) je histonový chaperon, který se podílí na replikací podmíněném sestavování nukleozomů. Vyřazení funkce jeho podjednotek FASCIATA (FAS) 1 a 2 v modelovém organismu Arabidopsis thaliana vede k výrazným morfologickým změnám. fas mutace dále způsobuje postupné zkracování telomer a ztrátu kopií 45S rDNA. Ztráta rDNA je doprovázena změnou expresního profilu rDNA variant, kdy dochází k expresi VAR1, která je běžně umlčena. Při reverzi funkce CAF1 v dřívější generaci (G2) dochází během dvou až tří generací k téměř úplnému návratu délky telomer a počtu kopií 45S rDNA. Předkládaná práce ukazuje vliv reverze fas mutant uskutečněné v pozdější generaci (G4) na tyto repetitivní sekvence. Zatímco telomery se postupně prodlužují až na 90 % původní délky, analýza 45S rDNA vykazuje rozličné výsledky s úplným, částečným nebo žádným navracením kopií. Překvapivě je toto navracení spojeno s nárůstem kopií VAR1, což se promítá i na expresním profilu variant, který je přesto velmi různorodý.

Abstract:

Chromatin assembly factor 1 (CAF1) is a histone chaperone involved in replication-dependent nucleosome assembly. In the model organism Arabidopsis thaliana, knock out of two CAF1 subunits FASCIATA (FAS) 1 and 2 leads to significant morphological changes. The fas mutation further causes progressive telomere shortening and loss of 45S rDNA copies. The rDNA loss is accompanied by change in expression profile of rDNA variants with increased level of VAR1 that is typically silent. Reversion of CAF1 function in earlier generation (G2) leads to almost complete recovery of 45S rDNA copy number and telomere length within two to three generations. This work demonstrates the effect of fas mutant reversion performed in later generation (G4) on these repetitive sequences. Whereas the telomeres progressively elongate up to approx. 90 % of the original length, the 45S rDNA analysis shows distinct results with complete, partial and no copy number recovery. Interestingly, the recovery is accompanied by increase of VAR1 copies. This is also reflected in the expression profile of the variants that is yet very heterogeneous.

Keywords

Arabidopsis thaliana, CAF1, fas mutant, reverze, reversion, rDNA, rDNA varianty, rDNA variants, VAR1, telomery, telomeres

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2014
• Supervisor: Mgr. Martina Dvořáčková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics