A genomi uracilszint változásának vizsgálata zebrahalakban, az embrionális fejlődés során
Uracil a DNS-ben alapvetően kétféleképpen jelenhet meg. Egyrészt a DNS-ben lévő citozinok oxidatív dezaminálódása révén, illetve szintéziskor a DNS-polimerázok nem tudnak különbséget tenni a dUTP és a dTTP között, így azok sejten belüli szintjétől függ, hogy melyik beépülését katalizálják nagyobb valószínűséggel adeninnel szembe. A DNS-ben megjelenő uracil mutagén lehet, így olyan enzimek működnek a sejteken belül (prokariótáktól egészen az emberig), amelyek a DNS-beli uracilszint alacsonyantartására törekszenek. Az egyik ilyen legjelentősebb enzim az uracil-DNS glikoziláz (UNG), amely feladata a DNS-ben lévő uracilok kivágása.
Állati sejtekben a megtermékenyítést követően egy aktív demetilációs folyamat megy végbe, amely során a sejtek elvesztik a szülőkre jellemző metilációs mintázatot és a későbbiekben minden sejt ki tudja alakítani a differenciálódás során a rá jellemzőt. Az UNG enzim fontos szerepet játszik zebrahalak (Danio rerio) esetében az embrionális fejlődés során bekövetkező metilációs mintázat átalakulásában, az anyai transzkriptumokról a zigóta gének transzkripciójára való átállásban, valamint a normális embriófejlődésben [1].
A kutatómunkám során a zebrahal embrionális fejlődését kísérő, a genomi DNS-ben bekövetkező uracil mennyiség változását vizsgáltam, hogy következtetni lehessen az UNG által kifejtett hatások összefüggéseire. Ennek során különböző fejlődési stádiumú embriók DNS-ét izoláltam, majd mértem a bennük lévő uracil bázis mennyiségét. Egyes esetekben UNG inhibitor (UGI) fehérjével gátoltuk az UNG működését.
A kutatómunkám során alkalmazott módszerek között szerepelt genomi DNS izolálás, fehérjetermelés, affinitás kromatográfiás tisztítás, a kutatócsoport által kifejlesztett dot blot alapú uracil kvantifikáló módszer, valamint a kapott eredmények értékelése számítógépes szoftverek segítségével.
A kapott eredmények alapján elmondható, hogy a fejlődés során, a zigotikus genom aktiválása (MZT) előtt a genomi DNS uracilszintje jelentősen növekszik, és csak később csökken. Ez egy olyan aktív szabályozási mechanizmus jelenlétre utal, amely csak az MZT után aktív.
[1] Wu D., Chen L., Sun Q., Wu X., Jia S., Meng A. (2014) Uracil-DNA glycosylase is involved in DNA demethylation and required for embryonic development in the zebrafish embryo. J Biol Chem., 289: 15463–73
szerző
-
Perey-Simon Viktória Berta
Biomérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Kelemenné Dr. Nagy Kinga
Egyetemi adjunktus, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék