Studium úlohy cytoplasmatické degradace RNA v lidských buňkách na mitochondriální metabolismus

Mgr. Pavlína Gregorová

Bachelor's thesis

The role of cytoplasmic RNA degradation on the mitochondrial metabolism of human cells

Abstract:

RNA degradation plays an essential role not only in basic cellular functions, but also in the regulation of various cellular processes and ability of the cell to respond to different types of external stimuli. It is known that mitochondrial function is significantly regulated by miRNA molecules and their deregulation is present in a variety of mitochondrial disorders. The system of degradation and regulation of miRNA biogenesis molecules thus may be a potential apparatus controlling the functions of mitochondria. In this work we managed to introduce and optimize methods to investigate the impact of DIS3L2 on mitochondria, e.g. isolation of metabolically active mitochondria and comparison of their activities, quantitative analysis of mitochondrial proteins and observation of mitochondrial phenotype by confocal fluorescence microscopy. Obtained data indicated that increased expression of the protein DIS3L2 leads to increased metabolic activity of mitochondria in human cells. Furthermore, the altered morphology of mitochondria was observed in cells over-expressing a catalytically inactive form of DIS3L2, which apparently causes a dominant negative phenotype mimicking reduced expression of this protein. The observed changes in mitochondrial phenotype, depending on the functionality of the protein DIS3L2 are the first step for further research in this area.

Abstract:

Degradace RNA hraje esenciální roli nejen pro základní buněčné fungování, ale i pro regulaci různých buněčných pochodů a schopnost buňky reagovat na různé typy vnějších podnětů. Je známo, že mitochondriální funkce jsou významně regulovány molekulami miRNA a jejich deregulace je přítomna u různých mitochondriálních poruch. Systém degradace a regulace biogeneze molekul miRNA tak může být potenciálním aparátem regulujícím funkci mitochondrií. V této práci se podařilo zavést a optimalizovat metody umožňující přezkoumání vlivu DIS3L2 na mitochondrie, jako např. izolace metabolicky aktivních mitochondrií a srovnání jejich aktivity, kvantitativní analýza mitochondriálních proteinů a pozorování fenotypu mitochondrií pomocí konfokální fluorescenční mikroskopie. Získaná data naznačují, že zvýšená exprese proteinu DIS3L2, vede ke zvýšené metabolické aktivitě mitochondrií v lidských buňkách. Dále byla pozorována změněná morfologie mitochondrií v buňkách se zvýšenou expresí katalyticky neaktivní formy DIS3L2, která zřejmě způsobuje dominantně negativní fenotyp mimikující sníženou expresi tohoto proteinu. Pozorované změny fenotypu mitochondrií v závislosti na funkčnosti proteinu DIS3L2 jsou prvním krokem pro další výzkum v této oblasti.

Keywords

mitochondrie, DIS3L2, degradace RNA, miRNA, mitomiRs, western blotting, fluorescenční mikroskopie, mitochondria, RNA degradation, fluorescence microscopy

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2014
• Supervisor: doc. Mgr. Štěpánka Vaňáčová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry