Experimental verification of in silico predicted protein binder to FOXO4 transcription factor and transcriptome analysis of bladder cancer

• Thesis title in Czech: Experimentální ověření in silico predikovaného vazebného proteinu k transkripčnímu faktoru FOXO4 a analýza transkriptomu nádorů močového měchýře
• Thesis title in English: Experimental verification of in silico predicted protein binder to FOXO4 transcription factor and transcriptome analysis of bladder cancer
• Key words: alternativní vazebné proteiny, nádory močového měchýře, předpověď progrese nádorů, FOXO, FOXO4, NMIBC, parazánět, PDZ, RNA-Seq, nádorové mikroprostředí, predikce in silico, inhibitor, transkripční faktor
• English key words: alternative binding proteins, bladder cancer, cancer progression prediction, FOXO, FOXO4, NMIBC, para-inflammation, PDZ, RNA-Seq, tumor microenvironment, in silico prediction, inhibitor, trancription factor
• Academic year of topic announcement: 2015/2016
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Cell Biology (31-151)
• Supervisor: RNDr. Karel Drbal, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 30.11.2015
• Date of assignment: 30.11.2015
• Date of electronic submission: 15.08.2017
• Date of proceeded defence: 11.09.2017
• Opponents: RNDr. Martin Převorovský, Ph.D.
• Advisors: Mgr. et Mgr. Evžen Bouřa, Ph.D.

Preliminary scope of work

V rámci této diplomové práce budou naprodukované mutantní varianty predikované vazebné struktury v pozicích, které se pravděpodobně podílí na vazbě k transkripčnímu faktoru FOXO4. Vazebné parametry (afinita, Kd) budou změřené na základě "microscale thermophoresis" analýzy (MST). Pro vylepšení predikčního algoritmu budou následně změřená data interakční plochy pomocí dvou strukturních analytických metod (NMR a HDX-MS). Obě metody jsou komplementární vzhledem k různému rozlišení a zaměření na různou dynamiku proteinové struktury, respektive detekce kinetiky solvatace proteinového povrchu.
Transkripční faktor FOXO4 je vhodným modelem vzhledem k jeho účasti na obousměrných regulacích vývoje nádorových a imunitních buněk. Vazebná afinita a precizní struktura vazebného páru inhibitor/FOXO4 bude na závěr korelovaná s funkční analýzou reportérovým buněčným testem v případě bezproblémového průběhu prací a získání financování v rámci podaného GAUK projektu.

Preliminary scope of work in English

Mutant variants of in silico predicted binding fold are going to be produced within this master thesis. The mutated residues in positions are likely to cooperate in the binding to transcription factor FOXO4. Binding parameters (affinity, Kd) will be measured using microscale thermophoresis analysis (MST). Structural information of the interaction landscape determined by two analytical methods (NMR and HDX-MS) will be used for improvement of the predicition algorithm. Both methods complement each other with respect to different resolution and dynamics of the protein structures or kinetics of solvation the protein surface, respectively.
Transcription factor FOXO4 is a suitable model due to its involvement in dual regulation of cancer and immune cell development. Finally, at the end of the study, provided non-complicated project and financial support (GAUK application) are issued, a correlation of functional analysis using cell reporter assay to structural data will be done for the inhibitor/FOXO4 interaction pair.