Új uracil-DNS metabolizmus befolyásoló fehérjék kutatása

Herczeg Viktória, MSc. II. évf.

Témavezető: Dr. Vértessy G. Beáta egyetemi tanár

BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

Konzulens: Nagy Kinga PhD. hallgató

BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

A DNS-ben megjelenő uracil egyike a leginkább elkerülendő hibáknak, így minden élő organizmusban több olyan mechanizmus létezik, melyek minimalizálják az uracil előfordulását a DNS-ben. Ebben a védelmi útban fő szerepet játszanak a dUTPáz és az uracil-DNS glikoziláz (UNG) enzimek [1]. A dUTPáz a dUTP/dTTP szint alacsonyan tartásával lecsökkenti az uracil DNS-be történő beépülésének valószínűségét, míg az UNG enzim kihasítja a már beépült uracilt. Emiatt meglepő, hogy léteznek olyan bakteriofágok, melyeknek a genomjában a timin helyett teljes mértékben uracil található. Mikael Skurnik és csoportja fedezték fel a ΦR1-37 bakteriofágot, ami Yersinia törzseket fertőz és képes megőrizni uracil-DNS-ét a baktérium uracil ellenes folyamatainak ellenére [2]. Munkánk során azt vizsgáljuk, hogy miként képes az uracil-DNS genommal rendelkező bakteriofág az uracil-DNS elleni harcra kiválóan felszerelt gazdasejtben túlélni és ilyen közegben szaporodni.

A bakteriofág túlélési stratégiáinak vizsgálatakor több független molekuláris biológiai technikát felhasználtunk: egyrészt a fág genomi könyvtárát felhasználva keresünk lehetséges inhibitort a baktérium UNG enzime ellen, másrészt a baktérium dUTPáz, timidilát-szintáz illetve UNG enzimjeinek „csaliként” való felhasználásával szeretnénk kölcsönható partnereket találni a fág fehérjéi között. Munkám során sikeresen letermeltem és tisztítottam a baktérium UNG és dUTPáz fehérjéit, enzimaktivitás, themofluor illetve CD mérés segítségével pedig megállapítottam, hogy a térszerkezetük megfelelő volt. Sikeresen kristályosítottuk a Y. enterocolitica dUTPáz fehérjéjét, így lehetővé válik a teljes térszerkezet meghatározása is. Kutatásunk másik felében a bakteriofág genomot vizsgáltuk in vitro és in silico módszerekkel. Fő célunk az volt, hogy a fág könyvtár segítségével túlélési kísérleteket végezzünk, mely során a fág azon génszakaszait kívántuk feltérképezni, melyek a magas uracil tartalmú DNS fennmaradását lehetővé teszi a sejten belül. Ehhez létrehoztunk egy kísérletes modellrendszert melyben nagy áteresztőképességű túlélési esszé révén azonosíthatóak lesznek a bakteriofág túléléséért felelős gének és ezek fehérje termékei.

[1] B. G. Vértessy and J. Tóth, “Keeping uracil out of DNA: physiological role, structure and catalytic mechanism of dUTPases.,” Acc. Chem. Res., vol. 42, no. 1, pp. 97–106, Jan. 2009.

[2] M. Skurnik, H. J. Hyytiäinen, L. J. Happonen, S. Kiljunen, N. Datta, L. Mattinen, K. Williamson, P. Kristo, M. Szeliga, L. Kalin-Mänttäri, E. Ahola-Iivarinen, N. Kalkkinen, and S. J. Butcher, “Characterization of the genome, proteome, and structure of yersiniophage ϕR1-37.,” J. Virol., vol. 86, no. 23, pp. 12625–42, Dec. 2012.

szerző

Herczeg Viktória
Biomérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

Dr. Vértessy G. Beáta
egyetemi tanár, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék
Kelemenné Dr. Nagy Kinga
Egyetemi adjunktus, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

helyezés

Jutalom