Wpływ czynników remodelujących strukturę chromatyny na
advertisement
„Wpływ czynników remodelujących strukturę chromatyny na procesywność polimeraz RNA i regulację splicingu alternatywnego w A. thaliana” Jakub Dolata Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki Splicing alternatywny jest znaczącym mechanizmem regulacji ekspresji genów, wpływającym na rozwój roślin oraz ich adaptację do ciągle zmieniających się warunków środowiska, w tym również stresów biotycznych i abiotycznych. U roślin mechanizmy zmieniające ekspresję genów, zwłaszcza w odpowiedzi na działanie czynników stresowych, muszą cechować się dużą dynamiką w związku z brakiem możliwości ucieczki rośliny przed działaniem niekorzystnego bodźca. Splicing jest procesem kotranskrypcyjnym w związku z czym, wszelkie zmiany i zaburzenia w transkrypcji mogą wpływać bezpośrednio na to jak ostatecznie będzie wyglądać dojrzała cząsteczka mRNA. Relacje między splicingiem alternatywnym, transkrypcją i struktura chromatyny są dopiero poznawane, a jeżeli chodzi o rośliny to nasza wiedza na ten temat jest minimalna. W swoim doktoracie badam wspomniane wcześniej relacje na kilku etapach: budowa nukleosomu, czynniki remodelujące chromatynę, procesywność polimerazy RNA II oraz formowanie spliceosomu. Są to pierwsze tego typu badania w odniesieniu do roślin. Jedno z wyżej wspomnianych zagadnień dotyczy bezpośrednio odpowiedzi rośliny na stres. W wyniku działania czynników stresowych (np. ABA, niskie natężenie światła) dochodzi do akumulacji histonu H1.3, jednego z trzech wariantów histonu linkerowego H1 w A. thaliana. Moje badania wykazały, że pojawienie się histonu H1.3 pod wpływem stresu powoduje zmiany w wyborze miejsc splicingowych. Izoforma ta jest krótsza i mniej zasadowa niż warianty podstawowe. Skutkuje to luźniejszym upakowaniem chromatyny, a co za tym idzie zmianą dostępności dla maszynerii transkrypcyjnej i prawdopodobnie wpływa na procesywność polimerazy RNA II. Ze względu na fakt, iż AS przebiega kotranskrypcyjnie obserwuje się zmianę w dojrzewaniu RNA u roślin z akumulacją H1.3. W celu wykazania szerokiego wpływu H1.3 na AS wykonany został eksperyment z wykorzystaniem Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego mikromacierzy tillingowych, które umożliwiają analizę ekspresji poszczególnych wariantów splicingowych. Realizując projekt wykonam podobny eksperyment, ale do analizy transkryptomu wykorzystam głębokie sekwencjonowanie. Da to wyjątkowa okazję do porównania obu metod wysokoprzepustowych pod kątem ich przydatności do badania splicingu alternatywnego u roślin. To porównanie pomoże usprawnić komputerową analizę danych sekwencyjnych, co jest niezwykle ważne, gdyż właśnie głębokie sekwencjonowanie metodą Illumina chcę zaproponować jako metodę do badania AS u roślin. Pozwoli to również na rozwój i doskonalenie powstałego dzięki środkom z Unii Europejskiej centrum sekwencjonowania Illumina. Projekt ten doskonale wpisuje się założenia Regionalnej Strategii Innowacji. Rezultaty mojej pracy znajdą zastosowanie w tworzeniu nowych odmian roślin o zwiększonej tolerancji na niekorzystne warunki środowiska. Dążąc do podnoszenia konkurencyjności naszego regionu należy poszukiwać nowych rozwiązań i podejmować kolejne wyzwania. Innowacyjność mojego projektu polega na poznaniu nieopisanego dotąd u roślin poziomu regulacji ekspresji genów z zastosowaniem nowoczesnych technik. Uzyskane przeze mnie wyniki będą służyć ekonomicznemu rozwojowi regionu oraz umiejętnemu wykorzystaniu posiadanego potencjału dla wzrostu konkurencyjności gospodarki. Przedsięwzięcie to przyniesie trwały i wymierny efekt dla społeczeństwa, zwiększyć konkurencyjność Wielkopolski oraz stanowić o jej wysokiej pozycji pośród pozostałych regionów w Polsce. Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
