Functional assessment of the Jagged1 ligand variants associated with cholestatic liver disease

• Název práce v češtině: Funkční testování vlastností variant Jagged1 ligandu asociovaných s jaterními cholestázami
• Název v anglickém jazyce: Functional assessment of the Jagged1 ligand variants associated with cholestatic liver disease
• Klíčová slova: Notch signalizace, Jagged1, intracelulární doména, Alagillův syndrom, biliární atrézie
• Klíčová slova anglicky: Notch signaling, Jagged1, intracellular domain, Alagille syndrome, Biliary atresia
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Jan Mašek, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 29.10.2023
• Datum zadání: 29.10.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 17.01.2024
• Datum odevzdání elektronické podoby: 29.04.2025
• Datum proběhlé obhajoby: 27.05.2025
• Oponenti: Mgr. Martina Huranová, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Signalizační dráha Notch je jedním z klíčových regulátorů embryonálního vývoje metazoa. U savců je transdukční systém Notch tvořen pěti ligandy a čtyřmi Notch receptory. JAGGED1 (JAG1) je jedním z pěti ligandů. Významně se podílí na několika vývojových procesech angiogeneze, vaskulogeneze či vývoji žlučovodů a srdce. Pakliže je deregulace signalizace JAGGED1 ligandem slučitelná se životem, může vést k vývojovým poruchám, jakou je např. Alagillův syndrom (OMIM: 118450).
Tato magisterská práce si klade za cíl odkrýt molekulární mechanismy regulace aktivity JAGGED1 pomocí intracelulární domény tohoto ligandu. Navržený projekt staví na dvou variantách JAGGED1 nesoucích specifické mutace u lidí asociované s Alagillovým syndromem a biliární atrézií, jejichž vliv na signalizační schopnosti JAGGED1 však není znám. Přestože se mutace nacházejí v podobné oblasti intracelulární domény Jag1, myší modely variant (nepublikováno) vykazují opačné fenotypy v cévním systému jater. Cílem diplomové práce je otestovat interakční vlastnosti mutovaných Jag1 ligandů s vícero Notch receptory na několika typech buněčných linií za použití reportérových esejí, a stanovit mobilitu mutovaných JAGGED1 v membráně FRAP experimenty. Určení vlivu mutací na aktivitu Jag1 pomůže identifikovat molekulární pozadí pozorovaných fenotypů a poslouží hlubšímu porozumění funkci intracelulární domény v signalizaci Jag1 ligandu v kontextu vývoje.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The Notch signalling pathway is one of the core regulators of embryonic development conserved throughout metazoa. In mammals the Notch signal transduction system consists of five ligands and four Notch receptors. JAGGED1 is one of the five ligands. It plays a crucial role in several developmental processes, such as angio- and vasculo-genesis or bile duct and heart development, to mention but a few. Deregulation of JAGGED1 signalling, if compatible with life, can result in developmental defects such as the Alagille syndrome (OMIM: 118450).
This master thesis project aims to uncover the molecular mechanisms of JAGGED1 activity regulation via its intracellular domain. The proposed project builds on two JAGGED1 variants carrying missense mutations associated with Alagille syndrome and Biliary atresia in humans but with unknown effects on JAGGED1 signalling properties. Despite targeting a similar region in the intracellular domain of Jag1, the two mutants show opposing phenotypes in mouse models (unpublished), namely in liver vasculature. The aim of this work is to test the mutated Jag1 ligand’s capacity to interact with different Notch receptors using multiple reporter assays and cell types, and to assess the JAGGED1 variants’ mobilities in the membrane using FRAP experiments. Characterising the effects of mutations on Jag1 activity will enable us to assess the molecular background of the observed phenotypes, and may serve as a step towards a deeper understanding of Jag1 signalling function in development, emphasising the role of the ligand’s intracellular domain.