Biofyzika nukleových kyselin

Běžící projekty

Role guaninových kvadruplexů v architektuře chromatinu zprostředkované interakcí s proteinem CTCF

Identifikační kód projektu: 22-29738S
Poskytovatel: GAČR
Řešení projektu: 2022 - 2024
Řešitel: Mgr. Daniel Renčiuk Ph.D.
Regulace genové exprese Eukaryot, zprostředkovaná interakcí promotoru s enhancerem, je částečně realizována organizací těchto regulačních elementů do tzv. topologicky asociovaných domén (TAD). Pravděpodobnost interakce, a tedy uplatnění regulační funkce enhanceru, je výrazně vyšší v rámci jedné TAD než mezi různými. Klíčovou součástí rozhraní jednotlivých TAD je protein CTCF, spojený s kohezinovým komplexem. Nedávno bylo zjištěno pomocí bioinformatických nástrojů, že oblasti rozhraní jednotlivých TAD výrazně korelují s výskytem míst potenciálně tvořících guaninové kvadruplexy (G4). G4 jsou sekundární struktury nukleových kyselin, založené na párování čtyř guaninových zbytků prostřednictvím Hoogsteenových vodíkových vazeb. Existence G4 byla potvrzena in vivo. V rámci projektu prostudujeme interakce různých typů G4 s proteinem CTCF a jeho variantami studiem přímé vazby purifikovaných molekul pomocí molekulárně-biologických a biofyzikálních metod a s využitím reportérského systému v buněčném modelu.

Ukončené projekty

Role guaninových kvadruplexů v RNA genomu viru klíšťové encefalitidy, původce vážných neurálních infekcí

Identifikační kód projektu: 20-20229S
Poskytovatel: GAČR
Řešení projektu: 2020 - 2022
Řešitel: Mgr. Daniel Renčiuk Ph.D.
Abstrakt: Guaninové kvadruplexy (G4) představují strukturně velmi širokou skupinu neobvyklých uspořádání nukleových kyselin. V poslední době byla potvrzena jejich přítomnost in vivo a též objasněny některé jejich buněčné role. Ve srovnání s DNA jsou kvadruplexy RNA výrazně stabilnější, což zvyšuje pravděpodobnost jejich vzniku in vivo a zapojení do buněčných procesů. RNA kvadruplexy byly popsány též u některých RNA virů, např. retrovirů a flavivirů. Skupina Flaviviridae zahrnuje viry s jednořetězcovým RNA genomem, které jsou obvykle zodpovědné za vážné neurální infekce, např. virus klíšťové encefalitidy (TBEV). V rámci projektu identifikujeme a charakterizujeme, s využitím biofyzikálních technik, guaninové kvadruplexy v genomu viru TBEV. Následným studiem vlivu kvadruplex-specifických mutant a nízkomolekulárních ligandů a přímou vizualizací kvadruplexů v genomu TBEV napomůžeme objasnění role kvadruplexů v replikačním cyklu viru. Získaná data rozšíří znalosti patogeneze TBEV a mohou též naznačit nové strategie terapie infekcí TBEV. Cíle projektu: Predikce, identifikace a biofyzikální charakterizace guaninových kvadruplexů (G4) v RNA genomu viru klíšťové encefalitidy a objasnění jejich role v replikačním cyklu viru studiem vlastností G4-specifických virových mutant a vizualizací virových G4 struktur v infikovaných buněčných kulturách.

Čtyřřetězcová uspořádání DNA a jejich interakce

Identifikační kód projektu: 19-17063S
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2019 - 2021
Řešitel: prof. RNDr. Michaela Vorlíčková, DrSc.
Čtyřřetězcové formy nukleových kyselin, jmenovitě guaninové kvadruplexy a cytozinové imotivy, jsou díky svým četným regulačním funkcím in vivo ve středu zájmu současné molekulární biologie. Naše pozorování v souladu s literaturou naznačují, že konformační rozpětí čtyřřetězcových struktur je mnohem širší, než bylo očekáváno podle standardních vyhledávacích algoritmů. Tyto „méně zřejmé“ čtyřřetězcové formy vznikají díky různým lokálním substitučním efektům v řetězcích DNA a jako takové mohou představovat velice jemnou regulaci buněčných procesů. S pomocí biofyzikálních a molekulárně biologických metod budeme v projektu charakterizovat tyto méně zřejmé čtyřřetězcové konformace, jejich interakce a funkčních projevy. Identifikace mírných změn v primární struktuře, které zásadně, ať pozitivně či negativně, ovlivňující strukturu sekundární, má mimořádný význam v dramaticky se rozvíjející oblasti genomových manipulací.

Polymorfní G-quadruplexy v promotorových oblastech genů

Identifikační kód projektu: 17-12075S
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2017 - 2019

Identifikace a biofyzikální charakterizace regulačních elementů DNA genu hlavního faktoru pluripotence POU5F1

Identifikační kód projektu: 17-19170Y
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2017 - 2019

Regulační úseky nukleových kyselin - polymorfismus, dynamika a interakce

Identifikační kód projektu: 15-06785S
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2015 - 2017

Regulace faktoru embryonálních kmenových buněk Oct4 prostřednictvím guaninového kvadruplexu v promotoru

Identifikační kód projektu: 14-33947P
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2014 - 2016

Evolučně konzervované strukturní vlastnosti centromerické a telomerické DNA

Identifikační kód projektu: 13-28310S
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2013 - 2016

Kvadruplexy DNA v lidském genomu související s nemocemi a stárnutím

Identifikační kód projektu: P205-12-0466
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2012 - 2016

Biofyzika a bioinformatika genomových fragmentů DNA velice bohatých na guanin a adenin

Identifikační kód projektu: IAA500040903
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2009 - 2013

Vznik a dynamika strukturních motivů nukleových kyselin podílejících se na regulaci genové exprese

Identifikační kód projektu: GA202/09/0193
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2009 - 2013

Biofyzikální vlastnosti biologicky a lékařsky důležitých oblastí lidské DNA

Identifikační kód projektu: IAA100040701
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2007 - 2011

Biofyzika a bioinformatika oblastí lidského genomu s extrémním rozložením nukleotidů

Identifikační kód projektu: GA202/07/0094
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2007 - 2009

Tetraplexy v lidském genomu

Identifikační kód projektu: GA204/07/0057
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2007 - 2009

Patologické prodlužování mikrosatelitů v lidském genomu

Identifikační kód projektu: NR9147
Poskytovatel: MZ
Řešení projektu: 2007 - 2009

Biofyzikální vlastnosti úseků (guanin+cytosin) a úseků (adenin+thymin) v molekulách DNA lidských chromozomů

Identifikační kód projektu: IAA1004201
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2002 - 2006

Tetraplexy DNA a jejich výskyt v lidském genomu

Identifikační kód projektu: IAA4004201
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2002 - 2006

Konformační přechody v plasmidové DNA

Identifikační kód projektu: IAA1004301
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2003 - 2005

Vývoj metody pro predikci patologického prodlužování trinukleotidových opakování v lidském genomu

Identifikační kód projektu: NM7634
Poskytovatel: MZ
Řešení projektu: 2003 - 2005

Konformační polymorfie molekul DNA obsahujících trinukleotidová opakování související s genetickými chorobami

Identifikační kód projektu: 204/01/0561
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2001 - 2003