ADP-ribosylation in ARH3-deficient cells and its impact on cellular functions

• Název práce v češtině: ADP-ribosylace v ARH3-deficientních buňkách a její vliv na buněčné funkce
• Název v anglickém jazyce: ADP-ribosylation in ARH3-deficient cells and its impact on cellular functions
• Klíčová slova: ARH3, SSB, SSBR, neurodegenerace, ADP-ribosylace, DNA poškození, iPSCs, organoidy
• Klíčová slova anglicky: ARH3, SSB, SSBR, neurodegeneration, ADP-ribosylation, DNA damage, iPSCs, organoids
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Hana Hanzlíková, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 05.11.2021
• Datum zadání: 05.11.2021
• Datum potvrzení stud. oddělením: 05.11.2021
• Datum odevzdání elektronické podoby: 07.08.2023
• Datum proběhlé obhajoby: 15.09.2023
• Oponenti: Ing. Lukáš Valihrach, Ph.D.

Předběžná náplň práce

ADP-ribosylace je běžná posttranslační modifikace proteinů, která hraje klíčovou roli v mnoha buněčných procesech, včetně replikace a oprav DNA. Bylo objeveno, že mutace v proteinech podílejících se na opravách poškozené DNA a metabolismu ADP-ribózy, způsobují dědičná neurodegenerativní onemocnění a poškození ve vývoji mozku. Pro objasnění molekulárních mechanismů, kterými dysregulovaná ADP-ribosylace způsobuje neurologická onemocnění, budou v tomto projektu zkoumány buňky získané od pacientů s mutací v ADP-ribosyl glykohydroláze ARH3. Kromě toho budou k výzkumu použity ARH3^-/- buňky upravené metodou CRISPR/Cas9, aby se vyloučil nepřímý důsledek genetické variace pacientských a kontrolních rodičovských buněčných linií. U těchto buněk budou pozorovány různé fenotypy spojené s defekty v opravách poškozené DNA, včetně hladin endogenní ADP-ribosylace. Dále budou v ARH3-defektních buňkách zkoumány proteinové cíle a specifická místa ADP-ribosylace, a vliv aberantní ADP-ribosylace na buněčné funkce, jako je například transkripce.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

ADP-ribosylation is a common post-translational modification of proteins that plays an important role in many cellular processes including DNA replication and repair. Interestingly, we and others have shown that mutations in proteins involved in DNA repair and ADP-ribose metabolism are associated with hereditary neurodegeneration in humans and defects in brain development. To investigate the molecular mechanisms by which dysregulated ADP-ribosylation trigger neurological disease this project shall focus on patient derived cells from disease in which the ADP-ribose glycohydrolase ARH3 is mutated. In addition, CRISPR/Cas9 gene edited ARH3^-/-cells will be employ to rule out an indirect consequence of the genetic variation intrinsic to patient-derived and parental-control cell lines. These cells will be examined for a variety of phenotypes associated with DNA repair defects, including levels of endogenous ADP-ribosylation. Moreover, protein targets and specific sites of ADP-ribosylation in ARH3-defective cells and the impact of aberrant ADP-ribosylation on cellular functions such as transcription shall be explored.