velikost textu

The role of RECQ5 helicase in maintanance of genome stability

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:
The role of RECQ5 helicase in maintanance of genome stability
Název v češtině:
Úloha RECQ5 helikázy při udržování stability genomu
Typ:
Disertační práce
Autor:
Ing. Václav Urban, Ph.D.
Školitel:
Dr. Pavel Janščák, Ph.D.
Oponenti:
doc. Mgr. Lumír Krejčí, Ph.D.
Mgr. Dalibor Blažek, Ph.D.
Id práce:
88307
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. 12. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstrakt V průběhu replikace často dochází k zastavení postupu replikačních vidlic v důsledku poškození DNA templátu, přítomnosti transkripčních komplexů nebo tvorby sekundárních struktur DNA. RecQ helikázy patří v buňce k nejdůležitějším faktorům, které zajišťují stabilitu genomu za podmínek replikačního stresu. Přestože jsou transkripce i replikace esenciálními buněčnými mechanismy, jejich vzájemná interference může vést k poškození DNA a následné genomové nestabilitě. RECQ5 helikáza interaguje s RNA polymerázou II během elongační fáze transkripce a zabraňuje vzniku transkripcí indukovaného poškození DNA. V této studii ukazujeme, že RECQ5 interaguje také s RNA polymerázou I a zabraňuje ztrátě či znásobení úseků ribozomální DNA, na kterých dochází k přepisu ribozomální RNA. Prokázali jsme, že během S-fáze buněčného cyklu RECQ5 asociuje s transkripcí v místech právě probíhající replikace. Odstranění RECQ5 pomocí RNA interference vede k zastavení replikačních vidlic v oblastech transkribovaných RNA polymerázou I nebo II, což naznačuje, že RECQ5 udržuje stabilitu genomu v místech kolize mezi replikací a transkripcí. Snížením exprese RECQ5 pomocí RNA interference dochází v jádrech replikujících buněk k akumulaci RAD51 a RAD18 fokusů, které pravděpodobně představují nerozřešené replikační intermediáty, které jsme v buňkách po odstranění RECQ5 také detekovali. Vznik RAD51 fokusů v místech kolize mezi replikací a transkripcí je závislý na přítomnosti BRCA1 a aktivní transkripci. Také jsme prokázali, že aktivní transkripce zabraňuje kolapsu replikačních vidlic a je potřeba pro jejich restart. V místech kolize mezi replikací a transkripcí indukuje helikázová aktivita RECQ5 částečné odstranění PCNA z replikační vidlice, přičemž zbylé PCNA je díky interakci s RECQ5 posttranslačně modifikováno ubikvitinací. RECQ5 pomocí své helikázové aktivity umožňuje také rozřešení replikačních intermediátů stabilizovaných pomocí RAD51. Přítomnost RECQ5 v místech kolize mezi replikací a transkripcí tedy indukuje změny na zastavené replikační vidlici, která je současně chráněna pomocí BRCA1 před kolapsem. Oba tyto procesy vedou k rozřešení kolize a restartu replikace. Tato práce identifikuje RECQ5 jako jeden z klíčových faktorů při řešení kolize mezi replikací a transkripcí.
Abstract v angličtině:
Abstract DNA replication is the most vulnerable process of DNA metabolism in proliferating cells and therefore it is tightly controlled and coordinated with processes that maintain genomic stability. Human RecQ helicases are among the most important factors involved in the maintenance of replication fork integrity, especially under conditions of replication stress. Collisions between replication and transcription machineries represent a significant source of genomic instability. RECQ5 DNA helicase binds to RNA-polymerase (RNAP) II during transcription elongation and suppresses transcription-associated genomic instability. Here we show that RECQ5 also associates with RNAPI and enforces the stability of ribosomal DNA arrays in cells exposed to replication stress. We demonstrate that RECQ5 associates with transcription complexes in DNA replication foci and counteracts replication fork stalling in RNAPI- and RNAPII-transcribed genes, suggesting that RECQ5 exerts its genome stabilizing effect by acting at sites of concomitant replication and transcription. Moreover, RECQ5- deficient cells accumulate RAD51 foci that are formed in a BRCA1-dependent manner at sites of interference between replication and transcription and likely represent unresolved replication intermediates. Importantly, BRCA1-dependent formation of RAD51 foci at these sites requires active transcription. Further, we provide evidence that RECQ5 promotes RAD18-dependent PCNA ubiquitination at sites of replication-transcription interference by its interaction with PCNA. This is also manifested by the accumulation of RAD18 foci in the absence of RECQ5 or the presence of a RECQ5 mutant defective in PCNA binding. The helicase activity of RECQ5 promotes unloading of ubiquitinated PCNA from chromatin and counteracts the accumulation of RAD51 foci in S-phase cells. These findings suggest that RECQ5 promotes PCNA remodeling at replication forks stalled due to the collision with transcription complex and in coordination with BRCA1-mediated replication fork stabilization promotes the resolution of replication-transcription collisions.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Ing. Václav Urban, Ph.D. 24.55 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Ing. Václav Urban, Ph.D. 199 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Ing. Václav Urban, Ph.D. 53 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Ing. Václav Urban, Ph.D. 1.01 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Mgr. Lumír Krejčí, Ph.D. 573 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Dalibor Blažek, Ph.D. 89 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 711 kB