Projects

National

FATSPOMBE - Funkčná analýza TOR signálnej dráhy v regulácii abiotického stresu v kvasinke Schizosaccharomyces pombe
Functional analyses of TOR signaling pathway in the regulation of abiotic stress response in the fission yeast
Program: APVV
Project leader: Mgr. Bágeľová Poláková Silvia, PhD.
Annotation: V dôsledku moderného životného štýlu, je organizmus na dennej báze napádaný rôznymi poškodzujúcimi látkami, oxidantmi, spôsobujúcimi zvyšovanie produkcie reaktívnych foriem kyslíka, čo vedie k oxidatívnemu stresu. Pochopenie mechanizmu pôsobenia toxikantov potravinového pôvodu na biochemické a fyziologické procesy značne prispieva k špecifikácii ich toxicity. TOR signálne dráhy patria k hlavným regulátorom rastu a metabolizmu buniek v podmienkach rôznych stresových situácií. Cieľom predkladaného projektu je prostredníctvom kvasinky Schizosaccharomyces pombe na rôznych hierarchických úrovniach organizácie bunky (od molekulárnej úrovne po ionóm) analyzovať úlohu TOR kinázy v regulácii obranných buknových mechanizmov a bunkového cyklu v prostredí zaťaženom akrylamidom a jeho metabolitmi. Komplex TORC1 kvasinky S. pombe, ktorý obsahuje katalytickú podjednotku Tor2 a komplex TORC2, ktorý obsahuje Tor1 kinázu, podľa všetkého zohrávajú opačné, avšak vysoko koordinované funkcie v regulácii rastu, bunkového cyklu a sexuálneho vývoja. Napriek tomu, že úloha TOR signalizačných dráh v bunkovej odpovedi na rôzne druhy stresu je intenzívne študovaná, presný mechanizmus regulácie bunkovej odpovede prostredníctvom TORC2 a jej katalytickej podjednotky Tor1 v kvasinke S. pombe, v prostredí zaťaženom potravinovými toxikantmi, zostáva neobjasnený. Cieľom navrhovaného projektu je s použitím najmodernejších dostupných -OMIC metód v oblasti molekulárnej biológie, genomiky, transkriptomiky a ionomiky, spektroskopie, biochémie, mikroskopie a vizualizácie študovať molekulárne mechanizmy TOR signalizácie v obranných reakciách bunky a udržaní homeostázy, ako aj regulácii priebehu bunkového cyklu.
Duration: 1.7.2023 - 30.6.2027
Objasnenie funkcie vybraných génov v meiotickom delení u kvasinky Schizosaccharomyces pombe
Elucidation of the function of selected genes in meiotic division in the yeast Schizosaccharomyces pombe
Program: VEGA
Project leader: Mgr. Bágeľová Poláková Silvia, PhD.
Annotation: Správne rozdelenie chromozómov počas meiotického delenia je nevyhnutné pre pohlavné rozmnožovanie. V predchádzajúcich projektoch sme v skríningu zbierky mutácií (Bioneer) identifikovali niekoľko génov potrebných pre správnu segregáciu chromozómov počas meiózy v kvasinke Schizosaccharomyces pombe. Mutanty, ktoré úloha v meiotickom delení ešte nebola popísaná a charakterizovaná, sme vybrali na ďalšiu analýzu. V predkladanom projekte chceme vytvoriť nové delečné alely a otestovať ich ich efekt na meiotické delenie. Plánujeme vytvoriť kvasinkové kmene exprimujúce identifikované proteíny vo fúzii s fluorescenčnými proteínmi. Tiež by sme chceli pripraviť kmeňe s markerovými fluorescenčnými proteínmi. V ďalšej etape projektu vložíme pripravené delečné alely do kvasinkových kmeňov a budeme pozorovať ich vplyv na meiotické delenie. Na analýzu interakčných partnerov identifikovaných proteínov plánujeme pripraviť značené verzie proteínov na purifikáciu proteínových komplexov.
Duration: 1.1.2023 - 30.12.2026
KINSPL - Posttranslačná regulácia faktorov zostrihu pre-mRNA
Post-translational regulation of pre-mRNA splicing factors
Program: APVV
Project leader: Mgr. Bágeľová Poláková Silvia, PhD.
Annotation: Napriek skutočnosti, že viaceré faktory zostrihu pre-mRNA podliehajú posttranslačným modifikáciám, vrátanefosforylácie, sú súčasné poznatky o princípoch ich posttranslačnej regulácie stále nedostatočné. Naše najnovšieanalýzy vybratých faktorov zostrihu pre-mRNA, v spojení s fenotypickou analýzou ich fosfomutantov, poukázali nadôležitú úlohu novoidentifikovaných fosforylácií týchto faktorov pri regulácii procesov zostrihu pre-mRNA a priudržiavaní stability genómu. Detailná analýza interaktómov komplexov zostrihu pre-mRNA nám navyše umožnilaidentifikovať proteínkinázy, ktoré sú súčasťou komplexov zostrihu pre-mRNA a pravdepodobne sa priamo podieľajúna regulácii zostrihu pre-mRNA.V predloženom projekte plánujeme pokračovať v štúdiu molekulárnych mechanizmov posttranslačnej regulácieprocesov zostrihu pre-mRNA. Na detailné objasnenie biologického významu novoidentifikovaných fosfomodifikáciízostrihových faktorov, ktorých mutagenéza viedla k poruchám v zostrihu pre-mRNA a ovplyvnila stabilitu proteínproteínovýchinterakcií zostrihových faktorov, plánujeme využiť širokú paletu experimentálnych prístupov, vrátaneafinitných izolácií komplexov zostrihu pre-mRNA, hmotnostnej spektrometrie, kvantitatívnej fosfoproteomickejanalýzy, „cross-linking“ hmotnostnej spektrometrie, na ATP analógy citlivých mutantov proteínkináz, sekvenácieRNA, qRT-PCR analýzu a mnoho ďalších. Detailná analýza fenotypických prejavov pripravených fosfomutantovfaktorov zostrihu pre-mRNA v spojení s identifikáciou proteínkináz zodpovedných za ich fosforyláciu, by nám malaumožniť identifikovať a charakterizovať fosforylačné miesta zostrihových faktorov, ktoré sú dôležité pre správnosťprocesov zostrihu pre-mRNA a procesov udržiavania stability genómu.Získane originálne výsledky by nám mali pomôcť objasniť a bližšie charakterizovať molekulárny mechanizmusposttranslačnej regulácie procesov zostrihu pre-mRNA a objasniť príčiny vedúce k destabilizácii genómu v prípadeporúch zostrihu pre-mRNA.
Duration: 1.7.2021 - 30.6.2024
DRPGE - Úloha proteínov DNA opravy v génovej represii
The role of DNA repair proteins in gene repression
Program: APVV
Project leader: Mgr. Bágeľová Poláková Silvia, PhD.
Annotation: V priebehu evolúcie si eukaryoty vyvinuli dve dráhy zodpovedné za opravu dvojvláknových zlomov počas mitózy: spájanie nehomologických koncov (NHEJ) a homologickú rekombináciu (HR). Nedávno bolo ukázané, že proteíny HR zohrávajú rozhodujúcu úlohu aj pri udržiavaní integrity genómu v procese replikácie DNA. Náš najnovší výskum naznačuje, že proteín Dbl2 spolu s ostatnými proteínmi HR spolupracujú s komplexom HIRA na zostavovaní represívneho chromatínu v blízkosti ťažko replikovateľných miest. Zaujímavé je, že bunky defektné v syntéze proteínov HR alebo komplexu HIRA vykazujú defekt v regulácii génovej expresie. Zvýšené hladiny transkripcie boli detegované najmä v oblasti LTR elementov, subtelomerických génov a antisense transkriptov. Lokalizácia aberantne exprimovaných génov významne korelovala s repetitívnymi úsekmi DNA, napr. LTR. Mechanizmus tohto javu však zostáva do značnej miery neznámy. V tomto projekte navrhujeme, že pozorovaná represia génovej expresie je integrálnou súčasťou replikácie závislej od rekombinácie. Predpokladáme, že väzba proteínu Sap1 v oblasti LTR blokuje progresiu replikačnej vidlice, čo vedie k jej zastaveniu alebo úplnému kolapsu. Nefunkčné replikačné vidlice sú následne remodelované a prenesené na jadrovú perifériu. Transport takto poškodenej DNA na jadrovú perifériu môže poskytnúť prístup poškodenej oblasti k súboru proteínov nevyhnutných pre jednotlivé opravné dráhy. Na jadrovej periférii je uprednostňovaná opravná dráha NHEJ alebo replikácia indukovaná zlomom. Po ukončení opravných procesov môžu byť postihnuté miesta rýchlo utlmené faktormi zabezpečujúcimi génový silencing, napr. HIRA komplexom, s cieľom vyhnúť sa aberantnej expresii. V tomto projekte plánujeme použiť metódy klasickej genetiky a mikroskopie, ako aj pokročilé metódy založené na sekvenovaní celého genómu, aby sme tak získali čo najpresnejší obraz o dynamike chromatínu. Veríme, že zistenia tohto výskumu budú mať široké uplatnenie v oblasti výskumu nádorových ochorení.
Duration: 1.7.2022 - 30.6.2026