doc. Mgr. Petra Procházková Schrumpfová, Ph.D.
Vědecké zaměření
Transkripce jednotlivých genů v rostlinných buňkách musí být řízena velmi precizně. Její přesná regulace je nezbytná pro optimální růst rostlin, vývoj pohlavních reprodukčních orgánů či pro adaptaci rostlin na měnící se enviromentální podmínky. K regulaci transkripce je zřejmě nezbytná přítomnost různých specifických regulačních motivů a elementů v promotorech genů, které modulují transkripci prostřednictvím s nimi asociovaných proteinů.
Člen skupiny:
Náš výzkum je zaměřen na charakterizaci regulačních sekvencí genů a s nimi asociovaných proteinů. Zvláštní pozornost věnujeme telomerické repetici, která se nachází nejen na fyzických koncích chromosomů, ale také jako krátká repetice zvaná telo-box v promotorech mnoha genů. Studujeme také proteiny rozpoznávající tyto regulační sekvence, například proteiny z rodiny TRB (Telomere Repeat Binding) a s nimi asociované proteiny, které se podílejí na regulaci transkripce skrze telo-boxy a také na ochraně konců chromosomů.
Využíváme širokou škálu metod a technik z molekulární biologie a biochemie (např. klonovací techniky; metody na expresi a purifikaci proteinů; techniky na ověření protein-proteinových interakcí (Y2H; Co-IP; BiFC) a protein-DNA interakcí (ChIP-Seq; EMSA)). Výsledky z těchto analýz se snažíme propojit se změnami na úrovni fyziologie rostlin – například s výsledky získanými specifickým barvením na buněčné úrovni nebo detailní analýzou mutantních rostlin pro vybrané geny (např. GUS-barvení; aniline-blue barvení; in vitro růst pylových láček). Také se podílíme na vývoji softwarových programů, které slouží k detailní lokalizaci distribuce genově regulačních elementů v promotorech genů u různých rostlin (GOLEM software).
Hlavní cíle
- Charakterizace proteinů asociovaných s regulačními sekvencemi genů
- Studium role genově regulačních elementů na genovou expresi
- Detekce funkce telomerických repetic v promotorech genů
- Lokalizace distribuce genově regulačních elementů v blízkosti transkripčních počátků
a) Vazba proteinů na radioaktivně značené oligonukleotidy detekovaná pomocí EMSA. b) Detekce aktivity telomerázy. c) Interakce proteinů fúzovaných s nYFP nebo cYFP detekované pomocí testu bimolekulární fluorescenční komplementace (BiFC) v epidermálních buňkách listů benthamiana. d) Detekce promotorové aktivity vybraného genu pomocí histochemického barvení. e) Barvení pestíku anilinovou modří 1 den po opylení (DAP). f) Graf exportovaný z programu GOLEM (Gene regulatOry eLEMents; https://golem.ncbr.muni.cz), který umožňuje uživatelům přesně lokalizovat libovolný motiv zájmu vzhledem k TSS nebo ATG.
Přehled hlavních funkcí TRB (Telomere repeat binding) proteinů: a) TRB jsou spojeny s fyzickými konci chromozomů (telomerami) a interagují s proteiny. b) TRBs zprostředkovávají interakce proteinů RUVBL s katalytickou podjednotkou telomerázy (TERT) a podílejí se na biogenezi telomerázy. c) TRB jsou spojeny s krátkými telomerickými sekvencemi (telo-boxy) v promotorech různých druhů. d) Motivy telo-box rekrutují PRC2 komplex. e) Histon H1 brání invazi H3K27me3 a TRB1 na dlouhé telomerické sekvence. f) Proteiny TRB se jako podjednotky komplexu PEAT (PWO-EPCR-ARID-TRB) podílejí na epigenetické regulaci chromatinu.