velikost textu

Factors interacting with bacterial RNA polymerase and their effect on the regulation of transcription initiation

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Factors interacting with bacterial RNA polymerase and their effect on the regulation of transcription initiation
Název v češtině:
Faktory interagující s bakteriální RNA polymerázou a jejich vliv na regulaci iniciace transkripce
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Volha Ramaniuk
Školitel:
Mgr. Libor Krásný, Ph.D.
Oponenti:
RNDr. Irena Lichá, CSc.
Mgr. Leoš Valášek, Ph.D.
Id práce:
128738
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Mikrobiologie (P1510)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
26. 3. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
RNA polymeráza, transkripce, sigma faktor, promotor
Klíčová slova v angličtině:
RNA polymerase, transcription, sigma factor, promoter
Abstrakt:
ABSTRAKT (ČESKÝ) Bakteriální buňka reguluje svou genovou expresi jako odpověď na změny růstových podmínek. RNA polymeráza (RNAP) je stěžejním enzymem pro tento proces, její aktivita je ovlivňována mnoha transkripčními faktory. Ve své práci se zabývám faktory, které se účastní regulace transkripce u grampozitivních baktérií: faktory σ, iniciačními nukleozid trifosfáty (iNTP), HelD, δ a malou RNA Ms1. Hlavní důraz v této práci je kladen na faktory σ z Bacillus subtilis. Faktory σ rozpoznávají specifickou sekvenci DNA promotoru a umožnují navázaní RNAP na tuto sekvenci. Ve svém prvním projektu jsem vytvořila transkripční systém in vitro s purifikovanými alternativními σ faktory z B. subtilis – σB, σD, σH, σI. Pomocí tohoto systému jsem zkoumala efekt změny koncentrace iNTP ([iNTP]) na iniciaci transkripce. Prokázala jsem, že promotory přepisované pomocí alternativních σ faktorů jsou často regulovány [iNTP]. V dalším projektu jsem charakterizovala jeden z nejméně prozkoumaných alternativních faktorů z B. subtilis, I. Identifikovala jsem ~130 genů ovlivněných I, přitom 16 z nich bylo přepisováno přímoI. Prokázala jsem, že se I účastní metabolizmu železa v buňce, a že se váže nejenom na klasické sekvence -35 a -10, ale také na “prodloužené” -35 a -10 elementy. Ve spolupráci s bioinformatickou laboratoři jsem se zúčastnila studie regulace genové exprese A faktorem z B. subtilis ve fázi sporulace a výrůstu ze spory. Naši spolupracovnicí navrhli nové geny regulované A ve zmíněné fázi, tyto návrhy jsem potvrdila pomocí transkripce in vitro. Dále jsem studovala interakční partnery RNAP z B. subtilis, δ a HelD. Ukázala jsem, že protein δ zesiluje transkripci s vybranými σ faktory; a že protein HelD nemá vliv na afinitu RNAP vůči promotorové DNA. Poslední pozorování odpovídá skutečnosti, že HelD ovlivňuje spíše elongaci a terminaci transkripce. V posledním projektu jsem prokázala, že Ms1 malá RNA hojně přepisovaná u mykobaktérii, má stejný transkripční počátek v M. smegmatis a M. tuberculosis, a přispěla jsem k charakterizaci promotoru pro tuto RNA. Výsledky získané ve výše zmíněných projektech rozšiřují znalosti o regulaci bakteriální transkripce. Tyto výsledky jsou součásti čtyř publikací (na dvou z nich jsem první autorkou).
Abstract v angličtině:
ABSTRACT (ENGLISH) The bacterial cell needs to regulate its gene expression in response to changing environmental conditions. RNA polymerase (RNAP) is the pivotal enzyme of this process and its activity is controlled by a number of auxiliary factors. Here I focus on RNAP-associating factors involved in regulation of transcription in G+ bacteria: factors, initiating nucleoside triphosphates (iNTPs), HelD, δ and small RNA Ms1. The main emphasis is on σ factors from Bacillus subtilis. σ factors allow RNAP to specifically recognize promoter DNA. In my first project I set up in vitro transcription systems with purified alternative σ factors, σB, σD, σH, σI from B. subtilis. Using these systems, I studied the effect of initiating NTP concentration ([iNTP]) on transcription initiation. I showed that promoters of alternative factors are often regulated by [iNTP]. In the next project I comprehensively characterized one of the least explored alternative factors from B. subtilis, I. I identified ~130 genes affected by I, though only 16 of them were directly affected. Moreover, I discovered that I is involved in iron metabolism. Finally, I showed that I binding requires not only the conserved -35 and -10 hexamers, but also extended -35 and -10 elements located in the spacer region. In collaboration with colleagues-bioinformaticians I studied the gene expression network created for -regulated genes in B. subtilis during spore germination and outgrowth. They predicted new genes to be controlled by . Using our in vitro system I verified the computationally predicted interactions. Next, I studied δ and HelD, both proteins binding B. subtilis RNAP. I showed that δ enhanced transcription with selected σ factors; I demonstrated that HelD had no effect on RNAP affinity for promoter DNA, consistent with findings that HelD affects elongation/termination. My final contribution was demonstrating that Ms1, a highly abundant sRNA in mycobacteria, has the same transcription start site both in M. smegmatis and M. tuberculosis, and contributed to the PMs1 promoter characterization. Together, the results were published in four papers (in two of them I am the first author), advancing our knowledge of transcription regulation in bacteria.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Volha Ramaniuk 5.91 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Volha Ramaniuk 12.12 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Volha Ramaniuk 279 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Volha Ramaniuk 279 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Volha Ramaniuk 333 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Irena Lichá, CSc. 607 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Leoš Valášek, Ph.D. 609 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 622 kB