velikost textu

Role sestřihových faktorů v regulaci genové exprese – vztah sestřihu a transkripce v Saccharomyces cerevisiae

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:
Role sestřihových faktorů v regulaci genové exprese – vztah sestřihu a transkripce v Saccharomyces cerevisiae
Název v angličtině:
Splicing Factors in the Regulation of Gene Expression - the Relationship Between Splicing and Transcription in Saccharomyces cerevisiae
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Martina Hálová
Id práce:
222804
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Buněčná a vývojová biologie (NBUNVYB)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
16. 3. 2020
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Zveřejnění práce bylo odloženo do 17.03.2023
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Prp45, PHO, methylace
Klíčová slova v angličtině:
Prp45, PHO, methylation
Abstrakt:
Abstrakt Transkripce a úpravy primárního transkriptu jako například sestřih pre-mRNA probíhají na chromatinu ve stejný čas a na stejném místě. Tento fakt vedl k myšlence, že jsou tyto procesy regulačně spřaženy, o čemž svědčí i stále přibývající množství důkazů. Jedním z faktorů, který by toto spřažení mohl zprostředkovat, je protein Prp45/SKIP. O lidském proteinu SKIP je známo, že se účastní vzniku mRNA na úrovni iniciace i elongace transkripce, interaguje s modifikátory chromatinu a je to i známý sestřihový faktor. Funkce orthologa proteinu SKIP z kvasinky Saccharomyces cerevisiae, Prp45, byla však zatím spojena pouze se sestřihem pre- mRNA. V této práci jsme blíže charakterizovali roli Prp45 při sestřihu a také jsme rozpracovali výsledky spojující Prp45 s transkripcí a modifikacemi chromatinu. Na základě výsledků získaných metodou RNA-seq bylo zjištěno, že buňky prp45(1-169) akumulují pre-mRNA. Tato akumulace zřejmě není způsobená poškozením drah regulujících degradaci RNA. Rozsah defektů sestřihu u buněk prp45(1-169) také nebyl závislý na kánonicitě 5’ sestřihového místa, místa větvení nebo vzdálenosti mezi místem větvení a 3’ sestřihovým místem. Pomocí chromatinové imunoprecipitace jsme zjistili, že mutace prp45(1-169) způsobuje defekt při sestavování spliceosomu, a to ve fázi vyvazování U2 snRNP, které je zpožděné. Toto zpoždění se pak přenáší do dalších fází sestavování spliceosomu, kdy kotranskripční vyvazování U5 snRNP a komplexu NTC je už téměř nedetekovatelné. Vzhledem k tomu, že hladiny mRNA klesaly u mutovaných buněk jen mírně, máme za to, že sestřih stále probíhá, i když posttranskripčně a tedy pravděpodobně méně účinně. Na spojení Prp45 s transkripcí ukazuje pozorování, že u buněk prp45(1-169) dochází ke zpožděné indukci genů, které neobsahují intron. Příkladem jsou geny fosfátového metabolismu. Metodou SGA jsme také pozorovali genetické interakce s mnoha delečními alelami genů, které kódují proteiny účastnící se elongace transkripce a zprostředkovávající modifikace chromatinu. Nejsilnější genetické interakce jsme nalezli s delečními alelami genů kódujících histonovou variantu H2A.Z a komponenty komplexu SWR1, který zprostředkuje vyvazování H2A.Z na chromatin. Funkční souvislost mezi Prp45 a H2A.Z jsme charakterizovali pomocí nově připravených mutant, prp45(1-247) a prp45(1-330). Hypotézy o tom, jakým způsobem by Prp45 mohl spřahovat sestřih s modifikacemi chromatinu a transkripcí jsou diskutovány v závěru práce.
Abstract v angličtině:
Abstract Transcription and pre-mRNA processing, e.g., splicing, occur at the same place and time in the context of chromatin. A growing amount of evidence supports the hypothesis that these processes are interconnected. Prp45/SKIP is one of the factors which are believed to mediate the interconnection. The human ortholog, SKIP, is known for affecting mRNA formation on the levels of transcription initiation and elongation. Moreover, it interacts with chromatin modifiers and it is a splicing factor, too. The function of the Saccharomyces cerevisiae ortholog, Prp45, has been so far connected only to pre-mRNA splicing. In this work, we characterized the role of Prp45 in splicing and elaborated the results connecting Prp45 to transcription and chromatin modifications. RNA-seq results showed that pre-mRNA is accumulated in prp45(1-169) cells. This accumulation is not caused by the reduced activity of pathways responsible for RNA degradation. The extent of the splicing inefficiency in prp45(1-169) cells did not depend on either the canonicity of the 5’ splice site and branch site or the distance between the branch site and the 3’ splice site. Using chromatin immunoprecipitation, we found that prp45(1-169) mutation causes delay in U2 snRNP recruitment to assembling spliceosome. This delay transfers to the later phases of spliceosome assembly rendering the cotranscriptional recruitment of U5 snRNP and NTC complex almost undetectable. mRNA levels in the mutant cells are only marginally affected. Therefore, we suppose shift towards the posttranscriptional splicing, which makes splicing reaction less efficient. We have observed that prp45(1-169) delays transcriptional induction of intronless genes, e.g., genes of phosphate metabolism. Based on Synthetic genetic array (SGA) results, PRP45 genetically interacts with many genes encoding proteins involved in transcription elongation and chromatin modifications. The strongest interactions were found with genes coding histone variant H2A.Z and SWR1 complex components which load H2A.Z to chromatin. We analyzed the functional relationship between Prp45 and H2A.Z with the help of novel mutant alleles, prp45(1-247) and prp45(1-330). Hypotheses are discussed about the function of Prp45 in interconnection of splicing, chromatin modifications and transcription.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Martina Hálová 46.36 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Martina Hálová 124 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Martina Hálová 122 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Jan Černý, Ph.D. 151 kB