Biofyzika nukleových kyselin
Ukončené 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.
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