velikost textu

Gamma-Tubulin forms and functions in microtubule organization and beyond

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:
Gamma-Tubulin forms and functions in microtubule organization and beyond
Název v češtině:
Formy gama-tubulinu a jejich funkce v organizaci mikrotubulů a jiných buněčných pochodech
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Hana Kourová
Školitel:
doc. RNDr. Pavla Binarová, CSc.
Oponenti:
RNDr. Mgr. Petr Šolc, Ph.D.
RNDr. Kateřina Bíšová, CSc.
Id práce:
95476
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Vývojová a buněčná biologie (P1529)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
20. 9. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
SOUHRN Mikrotubuly jsou vysoce dynamické struktury tvořící komplexní uspořádání měnící se dle potřeb buňky. U většiny eukaryot se mikrotubuly utvářejí z definovaných organizujících center, jako jsou centrozómy nebo pólová tělíska. Navzdory konzervovanosti hlavních komponent cytoskeletu u rostlin a živočichů, rostlinné buňky postrádají struktury podobné centrozómům a vyvinuly si unikátní mechanismus pro kontrolu tvorby a organizace mikrotubulů. γ-Tubulin je nezbytnou součástí center organizujících mikrotubuly, vysoce konzervavaný mezi eukaryoty, s prominentní rolí v nukleaci mikrotubulů. Nicméně stále více důkazů nasvědčuje tomu, že γ-tubulin je multifunkčním proteinem. Vedle nukleace mikrotubulů, γ-tubulin kontroluje dynamiku mikrotubulárních plus konců, reguluje genovou expresi, tvoří komplexy s proteiny opravující DNA a účastní se regulace buněčného cyklu. Zaměřili jsme se na γ-tubulinové komplexy s cílem charakterizovat interaktory γ-tubulinu a jejich funkce u Arabidopsis. Vedle charakterizace funkce související s mikrotubuly, jsme analyzovali buněčný cyklus a dělení. Také jsme studovali odezvy buňky na poškození DNA, s ní spojenou účast E2F/RBR dráhy a případné propojení s γ-tubulinem. Charakterizovali jsme NodGS protein jako nový interaktor γ-tubulinu u Arabidopsis a navrhli jeho funkci v morfogenezi kořene a signalizaci v odezvě na patogeny. Charakterizovali jsme funkci rostlinné Aurora kinázy s aktivátorem TPX2 a jejich interakci s γ-tubulinem. Dále jsme ukázali, že Nitriláza1 má funkci jako negativní regulátor buněčného cyklu. Studovali jsme signalizaci MAP kinázy MPK6 v kontextu mikrotubulárního cytoskeletu a identifikovali γ-tubulin a plus koncový mikrotubulární protein EB1c jako nové interaktory MPK6. EB1c se ukázal být substrátem pro MPK6 fosforylaci. Charakterizovali jsme vysoko molekulární formy γ-tubulinu a demonstrovali, že jak rostlinný tak živočišný γ-tubulin je schopný organizovat se do struktur vyššího uspořádání. Studovali jsme funkce γ-tubulinu nesouvisející s mikrotubuly, konkrétně v kontextu regulace buněčného cyklu a ukázali spojení γ-tubulinu s hlavním regulátorem buněčné cyklu RBR u Arabidopsis. Dále jsme ukázali, že RBR, vedle jeho role v buněčném cyklu, je přímo zahrnutý v odezvě na poškození DNA s funkcí významnou pro zachování genomové integrity. Kolektivně naše data ukázala, že podobně jako u živočišných buněk, γ-tubulin se účastní mikrotubulárních funkcí prostřednictvím interakcí se signalizačními moduly, jako jsou Aurora kináza/TPX2 nebo MAP kináza MPK6. Nicméně jsou navrženy γ-tubulinové funkce, které nemají souvislost s mikrotubuly, jako je regulace buněčného cyklu a funkce v jaderných procesech.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Microtubules are highly dynamic structures forming complex arrays changing accordingly to cellular requirements. In most eukaryotes, microtubules are nucleated from defined organizing centres like centrosomes or spindle pole bodies. Despite conservation of the major cytoskeletal components in plants and animals, plant cells lack centrosome-like structures and have evolved a unique mechanism to control microtubule assembly and organization. γ-Tubulin is an essential component of microtubule organizing centres, highly conserved in all eukaryotes with a prominent role in microtubule nucleation. However, growing body of evidence suggests γ-tubulin as a multifunctional protein. Next to microtubule nucleation, γ-tubulin controls microtubule plus-end dynamics, regulates gene expression, associates with DNA repair proteins and is implemented in mitotic and cell cycle regulation. We focused on γ-tubulin complexes and aimed to characterize interactors of γ-tubulin and their function in Arabidopsis. Next to characterizing microtubule dependent functions, we analyzed cell cycle and division. We also studied DNA damage response and involvement of E2F/RBR (retinoblastoma related) pathway and possible link to γ-tubulin. We characterized NodGS protein as a novel interactor of γ-tubulin in Arabidopsis and proposed its function in root morphogenesis and pathogen response signalling. We functionally characterized plant Aurora kinases and its activator TPX2 and their interaction with γ-tubulin. We further showed that plant Nitrilase1 functions as a negative regulator of the cell cycle. We studied MAP kinase MPK6 signalling in context to microtubular network and identified γ-tubulin and microtubule plus-end protein EB1c as novel MPK6 interactors. EB1c was shown to be substrate of MPK6 regulatory phosphorylation. We characterized large molecular forms of γ-tubulin and demonstrated that both plant and animal γ-tubulin is capable to self-organize into higher order structures. We studied γ-tubulin microtubule-independent functions, specifically in connection to cell cycle regulation and showed association of γ-tubulin with the major cell cycle regulator RBR in Arabidopsis. We further showed that RBR, next to the cell cycle-related function, is directly involved in DNA damage response with role in maintaining genome integrity. Altogether, our data showed that similarly to animal cells, γ-tubulin is involved in microtubule related function through interaction with signalling modules such as Aurora kinase-TPX2 or MAPK kinases. However, microtubule independent role of γ-tubulin in cell cycle related and nuclear processes were also suggested.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Hana Kourová 1.96 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Hana Kourová 28.15 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Hana Kourová 170 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Hana Kourová 247 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. Pavla Binarová, CSc. 166 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Mgr. Petr Šolc, Ph.D. 239 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Kateřina Bíšová, CSc. 196 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 574 kB