Využití kvasinkového isogenního systému pro studium interakcí proteinu IFI16 s DNA
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá vazbou interferonem gama indukovaného proteinu 16 (IFI16) k sekundárním lokálním strukturám G-kvadruplexu (G4) a jeho mutacím v jednohybridním kvasinkovém systému (Y1H). Protein IFI16 v buňce rozpoznává vlastní a cizorodou nebo poškozenou DNA, podílí se na tvorbě inflamazomu a indukuje expresi interferonu typu I (IFN-I). Rovněž má podíl na regulaci transkripce a restrikci virové infekce. Bylo prokázáno, že protein IFI16 se preferenčně váže ke strukturám G-kvadruplexů a je schopen je touto vazbou stabilizovat. G-kvadruplexy jsou řazeny mezi nekanonické struktury DNA a RNA tvořené sekvencemi bohaté na G. Snadno jsou tvořeny za fyziologických podmínek a nachází se v řadě významných regulačních strukturách genomu jako jsou telomery nebo promotory onkogenů. Jsou také součástí řady virových genomů. To z nich dělá vynikající potenciální cíle při léčbě nádorových a virových onemocnění. V první experimentální části práce byly připraveny nové reportérové kmeny kvasinek S. cerevisiae metodou Delitto Perfetto, které se lišily pouze v sekvenci s potenciálem tvorby G-kvadruplexu, které byly navrženy a analyzovány programem DNA Analyser. Správnost vkládaných sekvencí byla ověřena PCR a Sangerovým sekvenováním a srovnáním s dodanými sekvencemi oligonukleotidů programem Blast. V druhé části práce byly nově připravené kmeny transformovány vektory pro expresi proteinů p53, IFI16 a posuzován vliv vazby IFI16-G4 na expresi reportérového genu ve spojitosti s nádorovým supresorem p53 s využitím luciferázových reportérových testů. Vyhodnocení proběhlo na základě statistické analýzy velikostí účinků získaných po normalizování signálu luminescence na optickou hustotu kultury při vlnové délce 600 nm. Ze získaných výsledků vyplývá, že protein IFI16 má různý vliv na trans-aktivační potenciál nádorového supresoru p53 v závislosti na vazbě k vznikajícím strukturám v blízkosti promotoru genu, a že k úspěšnému vytvoření G-kvadruplexu bylo třeba dosáhnout prahové hodnoty G4Hunteru skóre alespoň 1,591 a zohlednit potenciál dané sekvence formovat úspěšně alespoň 2 G-tetrády.
This bachelor thesis deals with the binding of interferon gamma-induced protein 16 (IFI16) to the secondary local structures of the G-quadruplex (G4) and its mutations in the single-hybrid yeast system (Y1H). The IFI16 protein in the cell recognizes its own and foreign or damaged DNA, is involved in the formation of the inflammasome and induces the expression of type I interferon (IFN-I). It is also involved in the regulation of transcription and restriction of viral infection. It has been shown that the IFI16 protein binds preferentially to G-quadruplex structures and is able to stabilize them by this binding. G-quadruplexes are classified as non-canonical DNA and RNA structures formed by G-rich sequences. They are easily formed under physiological conditions and are found in a number of important regulatory structures of the genome such as telomeres or oncogene promoters. They are also part of a number of viral genomes. This makes them excellent potential targets in the treatment of cancer and viral diseases. In the first part of the work, new reporter strains of S. cerevisiae yeasts were prepared by the Delitto Perfetto method, differing only in sequence with the potential for G-quadruplex formation, which was designed and analyzed by the DNA Analyzer program. The correctness of the inserted sequences was verified by PCR and Sanger sequencing and comparison with the supplied oligonucleotide sequences by the Blast program. In the second part of the work, the newly prepared strains were transformed with vectors for the expression of p53, IFI16 proteins, and the effect of IFI16-G4 binding on the expression of the gene in connection with the tumor suppressor p53 was assessed using luciferase reporter assays. The evaluation was performed on the basis of a statistical analysis of the magnitudes of the effects obtained after normalization of the luminescence signal on the optical density of the culture at a wavelength of 600 nm. The results show that the IFI16 protein has a different effect on the trans-activation potential of the p53 tumor suppressor depending on binding to emerging structures near the reporter gene promoter, and that a G4Hunter threshold of at least 1,591 had to be reached and taken into account to successfully form a G-quadruplex the potential of the sequence to successfully form at least 2 G-tetrads.
This bachelor thesis deals with the binding of interferon gamma-induced protein 16 (IFI16) to the secondary local structures of the G-quadruplex (G4) and its mutations in the single-hybrid yeast system (Y1H). The IFI16 protein in the cell recognizes its own and foreign or damaged DNA, is involved in the formation of the inflammasome and induces the expression of type I interferon (IFN-I). It is also involved in the regulation of transcription and restriction of viral infection. It has been shown that the IFI16 protein binds preferentially to G-quadruplex structures and is able to stabilize them by this binding. G-quadruplexes are classified as non-canonical DNA and RNA structures formed by G-rich sequences. They are easily formed under physiological conditions and are found in a number of important regulatory structures of the genome such as telomeres or oncogene promoters. They are also part of a number of viral genomes. This makes them excellent potential targets in the treatment of cancer and viral diseases. In the first part of the work, new reporter strains of S. cerevisiae yeasts were prepared by the Delitto Perfetto method, differing only in sequence with the potential for G-quadruplex formation, which was designed and analyzed by the DNA Analyzer program. The correctness of the inserted sequences was verified by PCR and Sanger sequencing and comparison with the supplied oligonucleotide sequences by the Blast program. In the second part of the work, the newly prepared strains were transformed with vectors for the expression of p53, IFI16 proteins, and the effect of IFI16-G4 binding on the expression of the gene in connection with the tumor suppressor p53 was assessed using luciferase reporter assays. The evaluation was performed on the basis of a statistical analysis of the magnitudes of the effects obtained after normalization of the luminescence signal on the optical density of the culture at a wavelength of 600 nm. The results show that the IFI16 protein has a different effect on the trans-activation potential of the p53 tumor suppressor depending on binding to emerging structures near the reporter gene promoter, and that a G4Hunter threshold of at least 1,591 had to be reached and taken into account to successfully form a G-quadruplex the potential of the sequence to successfully form at least 2 G-tetrads.
Description
Citation
KRATOCHVILOVÁ, L. Využití kvasinkového isogenního systému pro studium interakcí proteinu IFI16 s DNA [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Biotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-08-31
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. Márová: Co bylo hlavním záměrem a výsledkem vaší práce? Proč jste se zaměřila právě na protein IFI16, jakou má významnou funkci? Existuje již aplikace tohoto proteinu ve zmíněné virové terapii? Jaké další možná využití v medicíně má sledovaný protein?
doc. Diviš: Můžete vysvětlit, co znamená zkratka YPDA?
Studentka zodpověděla všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice i schopnost samostatné prezentace získaných výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení