velikost textu

RNA polymerase: The "meeting point" of regulatory networks

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:
RNA polymerase: The "meeting point" of regulatory networks
Název v češtině:
RNA polymeráza: průsečík regulačních sítí
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jana Wiedermannová, Ph.D.
Školitel:
Mgr. Libor Krásný, Ph.D.
Oponenti:
RNDr. Martin Pospíšek, Ph.D.
Mgr. Leoš Valášek, Ph.D.
Id práce:
140465
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
15. 5. 2014
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
RNA polymeráza, Bacillus subtilis, HelD, delta, Spx, 6S RNA, transkripce
Klíčová slova v angličtině:
RNA polymerase, Bacillus subtilis, HelD, delta, Spx, 6S RNA, transkription
Abstrakt:
Abstrakt Bakteriální RNA polymeráza (RNAP) je proteinový komplex nepostradatelný pro přepis DNA do RNA. Jakožto klíčový enzym zodpovědný za regulaci genové exprese shromažďuje signály z buňky a reaguje na ně přesným nastavením úrovně transkripce jednotlivých genů. Tento proces ovlivňují jak vlastní podjednotky RNAP tak i další transkripční faktory (TF), které přímo nebo nepřímo interagují s RNAP. Cílem této disertace bylo prohloubit znalosti o komplexitě transkripční regulační sítě a o provázanosti jejích jednotlivých nitek, které jsou stále objevovány. Hlavním tématem této PhD práce je protein HelD, nově objevený vazebný partner RNAP z bakterie Bacillus subtilis. Ukázali jsme, že HelD se váže mezi sekundární kanál RNA polymerázy a alfa podjednotky tohoto enzymu. HelD se váže na RNAP ve formě jádra (bez přítomnosti sigma faktoru). Dokázali jsme, že HelD stimuluje transkripci v závislosti na ATP tím, že napomáhá jejímu cyklování a elongaci. Stimulační efekt proteinu HelD je násoben působením podjednotky delta, malé podjednotky RNA polymerázy specifické pro gram positivní (G+) bakterie. Tento fakt odhalil nové vztahy v provázanosti komplikované transkripční sítě. Další dvě publikace této práce pojednávají o vlastní delta podjednotce. Pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR) jsme vyřešili 3D strukturu a ukázali jsme, že delta ovlivňuje regulaci RNA polymerázy pomocí koncentrace iniciačních nukleosid trifosfátů (iNTP). V další publikaci jsme prověřili geny přímo regulované pleiotropním transkripčním faktorem Spx. Spx hraje klíčovou roli v udržení redoxní homeostáze buněk B. subtilis vystavených disulfidickému stresu. Pomocí korelace mezi vazebnými místy Spx-RNAP komplexu (nalezenými pomocí chromatinové imunoprecipitace) a srovnání transkriptomických dat divokého kmene a kmene mutantního v Spx, vystavených diamidovému stresu či nikoli, jsme identifikovali 144 transkripčních jednotek přímo regulovaných faktorem Spx. Poslední část disertace pomohla zdokonalit bioanalytickou metodu pro hledání malých nekódujících RNA (ncRNA). Současně byl nalezen nový typ vysoce exprimované ncRNA v bakterii Mycobacterium smegmatis.
Abstract v angličtině:
Abstract Bacterial RNA polymerase (RNAP) is a multisubunit complex essential for transcription of DNA into RNA. As a key enzyme responsible for regulation of gene expression it interprets regulatory signals from the cell and based on these cues RNAP adjusts transcription level of particular genes. This process is affected both by the regular subunits of RNAP as well as other transcription factors (TFs) directly or indirectly interacting with RNAP. The general focus of this Thesis was to extend the knowledge about the complex transcriptional regulatory networks and about the connections between individual pathways. The main specific topic and the main publication of the thesis are focused on the HelD protein, a novel binding partner of RNAP in Bacillus subtilis. We showed that HelD binds between the secondary channel of RNAP and alpha subunits of the core form of the enzyme. We proved that HelD stimulates transcription in an ATP dependent manner by enhancing transcriptional cycling and elongation. We revealed a new connection in the transcription regulatory machinery when we demonstrated that the stimulatory effect of HelD can be amplified by delta, a small subunit of RNAP specific for gram positive (G+) bacteria. Two other publications of the thesis are dealing with the delta subunit. We solved the 3D structure of delta by nucleic magnetic resonance (NMR) and we showed that delta affects the regulation of RNAP by the concentration of the initiating nucleoside triphosphate (iNTP). In the next paper, we examined genes directly regulated by a pleiotropic TF Spx. Spx plays a key role in maintaining the redox homeostasis of B. subtilis cells exposed to disulfide stress. By correlation of Spx-RNAP binding sites found by chromatin immunoprecipitation (ChIP-chip) and gene differential expression in wild-type and Spx-mutant strains, exposed or not to diamide, we identified 144 transcription units potentially under direct Spx regulation and verified selected results by in vitro transcriptions. The last part of the thesis improved a method for biocomputational searches of small non-coding RNAs (ncRNAs) and coincidentally also discovered a new type of a highly expressed ncRNA in Mycobacterium smegmatis.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jana Wiedermannová, Ph.D. 17.41 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jana Wiedermannová, Ph.D. 150 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jana Wiedermannová, Ph.D. 84 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Jana Wiedermannová, Ph.D. 442 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Martin Pospíšek, Ph.D. 580 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Leoš Valášek, Ph.D. 85 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 643 kB