Szakmai Zárójelentés

Hasonló dokumentumok
A humán P53 fehérje transzkripció elongációban betöltött, eddig nem azonosított szerepének jellemzése

KUTATÁSI TÉMAJAVASLAT ITC hallgatónak jelentkezők számára ROP GTPÁZOK ÁLTAL KÖZVETÍTETT JELÁTVITEL NÖVÉNYEKBEN

Fehérje expressziós rendszerek. Gyógyszerészi Biotechnológia

Az ADA2b adaptor fehérjéket tartalmazó hiszton acetiltranszferáz komplexek szerepének vizsgálata Drosophila melanogaster-ben

Plant RBR proteins are phosphorylated in cell cycle-phase dependent manner and the B

Norvég Finanszírozási Mechanizmus által támogatott projekt HU-0115/NA/2008-3/ÖP-9 ÚJ TERÁPIÁS CÉLPONTOK AZONOSÍTÁSA GENOMIKAI MÓDSZEREKKEL

AZ ALACSONY HŐMÉRSÉKLET HATÁSÁRA BEKÖVETKEZŐ REDOX ÉS GÉNEXPRESSZIÓS VÁLTOZÁSOK GABONAFÉLÉKBEN

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

~ 1 ~ Ezek alapján a következő célokat valósítottuk meg a Ph.D. munkám során:

A TATA-kötő fehérje asszociált faktor 3 (TAF3) p53-mal való kölcsönhatásának funkcionális vizsgálata

A dsaga SPECIFIKUS HISZTON ACETILÁCIÓ GÉNMŰKÖDÉS SZABÁLYOZÁSBAN BETÖLTÖTT FUNKCIÓJÁNAK VIZSGÁLATA. Zsindely Nóra

Kutatási beszámoló ( )

Az anafázis promoting complex (APC/C) katalitikus modulja Drosophila melanogasterben. Nagy Olga

A C1 orf 124/Spartan szerepe a DNS-hiba tolerancia útvonalban

A szamóca érése során izolált Spiral és Spermidin-szintáz gén jellemzése. Kiss Erzsébet Kovács László

TDK lehetőségek az MTA TTK Enzimológiai Intézetben

Két kevéssé ismert humán ABCG fehérje expressziója és funkcionális vizsgálata: ABCG1 és ABCG4 jellemzése

Egy új, a szimbiotikus gümőfejlődésben szerepet játszó ubiquitin ligáz funkcionális jellemzése

ZÁRÓBESZÁMOLÓ. A pályázat címe: A WFIKKN fehérjék és a miosztatin, GDF11 közötti kölcsönhatás jellemzése. OTKA nyilvántartási száma: 72125

Fehérje interakciók az ecetmuslica telomerének retrotranszpozonjain. Takács Sándor

Ph.D. értekezés tézisei. A c-típusú citokrómok biogenezisében résztvevő fehérjék. szerepe és génjeik szabályozása Sinorhizobium meliloti-ban

Új genetikai stratégia kidolgozása az Arabidopsis stressz válaszát szabályzó gének azonosítására

Zárójelentés. Bevezetés. Célkitűzések

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Fehérje O-Glikoziláció (O-GlcNAc) szerepe különböző betegségekben, detektálási lehetőségei

Az X kromoszóma inaktívációja. A kromatin szerkezet befolyásolja a génexpressziót

A doktori értekezés tézisei. A növényi NRP fehérjék lehetséges szerepe a hiszton defoszforiláció szabályozásában, és a hőstressz válaszban.

A Caskin1 állványfehérje vizsgálata

A preventív vakcináció lényege :

OTKA ZÁRÓJELENTÉS

Az Oxidatív stressz hatása a PIBF receptor alegységek összeszerelődésére.

Maléth József. Az endoplazmás retikulum - plazma membrán mikrodomének szerepe az intracelluláris Ca 2+ szignalizáció szabályzásában

Def1 elősegíti a polimeráz cserét a DNS károsodás következtében elakadt replikációs villáknál

Neoplazma - szabályozottság nélküli osztódó sejt

Az ABCG2 multidrog transzporter fehérje szerkezetének és működésének vizsgálata

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Egy 10,3 kb méretű, lineáris, a mitokondriumban lokalizált DNS-plazmidot izoláltunk a

A Huntington kór patogenezisének vizsgálata Drosophila modell felhasználásával

Epigenetikai Szabályozás

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Jelutak. Apoptózis. Apoptózis Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút. apoptózis autofágia nekrózis. Sejtmag. Kondenzálódó sejtmag

A C. elegans TRA-1/GLI/Ci szex-determinációs faktor célgénjeinek meghatározása és analízise. Doktori értekezés tézisei.

Fehérjeglikoziláció az endoplazmás retikulumban mint lehetséges daganatellenes támadáspont

Rh VÉRCSOPORT RENDSZER GENETIKÁJA. Rh ANTIGÉNEK ÉS ANTITESTEK. EGYÉB VÉRCSOPORTRENDSZEREK

Többgénes jellegek. 1. Klasszikus (poligénes) mennyiségi jellegek. 2.Szinte minden jelleg több gén irányítása alatt áll

A transzléziós DNS polimeráz éta szerepe a transzkripció elongációban

Immunológia alapjai. 16. előadás. Komplement rendszer

3. Főbb Jelutak. 1. G protein-kapcsolt receptor által közvetített jelutak 2. Enzim-kapcsolt receptorok által közvetített jelutak 3.

DNS reparációs és DNS hiba tolerancia folyamatokat befolyásoló PCNA mutánsok genetikai elemzése

Miben különbözünk az egértől? Szabályozás a molekuláris biológiában

Epigenetikai mintázatok biomarkerként történő felhasználási lehetőségei a toxikológiában

Intézeti Beszámoló. Dr. Kovács Árpád Ferenc

avagy az ipari alkalmazhatóság kérdése biotechnológiai tárgyú szabadalmi bejelentéseknél Dr. Győrffy Béla, Egis Nyrt., Budapest

Növényi sejtek által előállított monoklonális antitesttöredékek jellemzése

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

TAF10 fehérjék szerepe Drosophila melanogaster-ben

AZ ELÉRT EREDMÉNYEK Új mutáns allélek ismert óragénekben

A zsírszövet mellett az agyvelő lipidekben leggazdagabb szervünk. Pontosabban az agy igen gazdag hosszú szénláncú politelítetlen zsírsavakban

A KAR-2, egy antimitotikus ágens egyedi farmakológiájának atomi és molekuláris alapjai

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

A sejtfelszíni receptorok három fő kategóriája

HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS (HIV) ÉS AIDS

A genomikai oktatás helyzete a Debreceni Egyetemen

A Schizosaccharomyces pombe sep10 és sep11 génjeinek klónozása és molekuláris genetikai jellemzése Doktori (Ph.D) értekezés.

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

Doktori értekezés tézisei

A bírálatban felvetett kérdéseket a következőképpen válaszolom meg.

A vas homeosztázis, oxidatív mutagenezis és az antibiotikum rezisztencia evolúciójának kapcsolata

Sejtciklus átmentek matematikai modellezése élesztő sejtekben

Záróbeszámoló. A pályázat címe: Wnt fehérjék és Wnt receptorok. OTKA azonosító: A kutatási téma ismertetése: előzmények és a kutatás célja

A búzaszem fejlődésében szerepet játszó gének azonosítása bioinformatikai és molekuláris módszerekkel. Doktori (Ph.D.) értekezés SZŰCS ATTILA

OTKA ZÁRÓJELENTÉS. A p53 géncsalád tagjai daganat szupresszióban betöltött, transzkripcionális és keresztregulációs

Humán genom variációk single nucleotide polymorphism (SNP)

Bevezetés Áttekintés

A sejtciklus szabályozása

Ph.D. tézisek. Írta: Hajdú Ildikó Témavezető: Dr. Haracska Lajos. Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Központ Genetikai Intézet

Bioinformatika előadás

2. Ismert térszerkezetű transzmembrán fehérjék adatbázisa: a PDBTM adatbázis. 3. A transzmembrán fehérje topológiai adatbázis, a TOPDB szerver

Immunológia alapjai. Az immunválasz szupressziója Előadás. A szupresszióban részt vevő sejtes és molekuláris elemek

Molekuláris terápiák

Apoptózis. 1. Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút

kpis(ppk20) kpis(ppk46)

TUMORSEJTEK FENOTÍPUS-VÁLTOZÁSA TUMOR-SZTRÓMA SEJTFÚZIÓ HATÁSÁRA. Dr. Kurgyis Zsuzsanna

2. SZ. SZAKMAI ÖSSZEFOGLALÓ PIR 2

A felgyorsult fehérje körforgás szerepe a transzlációs hibákkal szembeni alkalmazkodási folyamatokban

KERINGŐ EXTRACELLULÁRIS VEZIKULÁK ÁLTAL INDUKÁLT GÉNEXPRESSZIÓS MINTÁZAT VIZSGÁLATA TROPHOBLAST SEJTVONALBAN

Mapping out MAPK interactors

Antiszenz hatás és RNS interferencia (a génexpresszió befolyásolásának régi és legújabb lehetőségei)

Egy új genetikai módszerrel azonosított Arabidopsis A4A hősokk faktor funkcionális jellemzése

9. előadás: Sejtosztódás és sejtciklus

A nem klasszikus polimerázok és a SUMO PCNAfüggő mechanizmusok szerepe a genom stabilitás fenntartásában

I./1. fejezet: Jelátviteli utak szerepe a daganatok kialakulásában A daganatkeletkezés molekuláris háttere

B-sejtek szerepe az RA patológiás folyamataiban

A Thiocapsa roseopersicina[nife]- hidrogenázainak szerepe a sejt metabolikus folyamataiban

HAPMAP Nemzetközi HapMap Projekt. SNP GWA Haplotípus: egy kromoszóma szegmensen lévő SNP mintázat

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

A MASP-1 dózis-függő módon vazorelaxációt. okoz egér aortában

Genetikai kölcsönhatások rendszerbiológiája

Sejtciklus. Sejtciklus. Centriólum ciklus (centroszóma ciklus) A sejtosztódás mechanizmusa. Mikrotubulusok és motor fehérjék szerepe a mitózisban

Átírás:

48765 számú OTKA pályázat ''Egy fork-head típusú transzkripciós faktor sejtosztódásban játszott szerepének elemzése'' Szakmai Zárójelentés A projekt fő célkitűzései: 1. A sep1 protein szabályozásában szerepet játszó mechanizmusok feltárása és a target gén transzkripciójának szabályozására való hatásának vizsgálata. 2. A sep1 génnel/proteinnel funkcionális kölcsönhatást mutató egyéb gének megismerése, és azok el való kölcsönhatásainak vizsgálata. A kutatási beszámolóban e két főbb célkitűzés mentén foglalom össze az elért eredményeket. 1. A sep1 protein szabályozásában szerepet játszó mechanizmusok feltárása és a target gén transzkripciójának szabályozására való hatásának vizsgálata. A sep1 protein foszforilált a sejtekben és foszforilációja változik a sejtciklus során Korábbi vizsgálatok (Ribar, Grallert et al. 1999; Zilahi, Salimova et al. 2) valószínűsítették, hogy a sep1 protein szabályozásában szerepet játszhatnak posztranszlációs mechanizmusok. Ennek vizsgálatára kidolgoztunk egy olyan rendszert, amellyel a sep1 proteint tudtuk detektálni. Ehhez sep1 fúziós proteint állítottunk elő a sep1 kromoszómális lókusz megváltoztatásával. A fúziós proteint indukálható promoterrel működtettük, így 3-féle konstrukcióval háromféle erősségű sep1 proteinszintet tudtunk kialakítani. Fenotípus és mikroszkópikus vizsgálatok megmutatták, hogy a P41 promoterrel expresszáltatott sep1 protein vad típusú fenotípust mutatott (lásd 1A.ábra), így ezekkel a típusú sejtekkel dolgoztunk tovább. A sejtből vett proteinmintából Western blott segítségével kimutattuk a sep1p proteint, a hozzá fúzionált kis molekulatömegű epitópot ( tag ) felismerő antitesttel, az expressziós szintnek megfelelő proteinszinttel a 3-féle erősségű promotert tartalmazó sejtekből (1B. ábra). E vizsgálatok megmutatták, hogy a sep1 protein kétféle molekulatömegű formaként van jelen a sejtekben, amelyek mennyisége eltérő. Ez felvetette a poszttranszlációs módosítás lehetőségét, amely a hez hasonló regulátorok esetében legtöbbször foszforiláció. Izolált sep1 proteinen elvégzett foszfatáz kezelés ténylegesen megmutatta, hogy a sep1 lassabban vándorló formája valóban foszforilált (1C. ábra). A sep1 a sejtek mitozisához és citokineziséhez szükséges gének működtetésében játszik szerepet, ezért foszforilációját is a sejtciklus ebben a fázisában várnánk. Ennek vizsgálatára szinkronizált tenyészetben vizsgáltuk meg a sep1 protein foszforiláltságát. A kísérleti megközelítés előnye, hogy a szinkronizált osztódás során vett mintákból kimutatott sep1 protein foszforiláltsága időben követhető. A kísérletet elvégeztük és az eredmény (1D. ábra) azt mutatta, hogy a sep1 protein foszforiláltsága csökken, ahogy a sejtek áthaladnak a mitózison, és visszaáll, ahogy a sejtek belépnek a következő sejtciklusba. Mindezek alapján úgy gondoljuk, hogy a sep1 protein funkciójának ellátásában fontos szerepet kaphat a sejtciklusfüggő foszforiláció. A további kísérletek során azt vizsgáltuk, hogyan hat a foszforiláció hiánya a sep1p funkciójára.

A P3 P41 P81 Sep1 B. P3 P41 P81 83 C. 1 2 3 4 5 D. septation index (%) 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 time points (15 min) + - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 sep1p arp3p 1. Ábra. A. A sep1 fúziós protein létrehozása során megfigyelt sejt fenotípusok. B. A sep1 fúziós protein detektálása western blotton. C. Foszfatáz esszé izolált sep1 proteinen.1. Foszfatáz nélkül, 2. Foszfatáz (3 u)+ inhibitorok, 3,4,5: Foszfatáz (1, 2, 3 u). D. A sep1 foszforiláció változása a sejtciklus során szinkronizált tenyészetben. Az arp3 (actin related protein) proteint használtuk mennyiségi kontrolnak. A sep1 protein C-terminális deléciói funkcióvesztéssel járnak A sep1 protein 663 aminosavból áll, amelyek közül bioinformatikai analízis után 58 potenciális serin, threonin és tirozin aminosav azonosítottunk. Így a lehetséges aminosavak direkt mutációs analízise rendkívül időigényes és drága stratégia, ezért azt választottuk, hogy célzott deléciók létrehozásával találjuk meg azt a régiót, amely a funkcióért felelős, bízva abban, hogy ezzel együtt a foszforiláció jelentőségéről is többet megtudhatunk. A sep1 gén klónozása során (Ribar, Banrevi et al. 1997) megfigyelték, hogy C-terminálisan 242 aminosav deléciója funkcióvesztéssel jár. Így vizsgálataink során ezen C-terminális régió részletesebb analízisét végeztük el. Ehhez létrehoztunk olyan sep1 allélokat, amelyek ezt a régiót szisztematikusan lefedték. A létrehozott deléciós allélokat szabályozható promoterű expressziós plazmidokba klónoztuk, és a sep1 gén teljes delécióját tartalmazó sejtekbe transzformáltuk, így lehetőségünk volt az adott allél sep1 funkció komplementációs képességének vizsgálatára. Továbbá a kísérleti megközelítést úgy alakítottuk ki, hogy lehetőségünk legyen a sep1 protein foszforilációjának vizsgálatára is, a korábban már használt fúziós protein detektálása révén. Továbbá a sep1 target gén, az ace2 transzkripciójának vizsgálatára is. Ebben a kialakított komplex rendszerben analizáltuk a 2A. ábrán látható allélokat a következő eredményekkel.

allél PstI BamHI sep1δ komplementáció sep1 663 igen DC67 596 igen DC242 421 nem * DC1 563 nem DC169 494 nem D563,596 64 nem * korábbi eredmény (Ribar et al, 1997) B. üres plazmid sep1 + DC67 DC1 DC169 Promoter ki Promoter be 2. ábra. A. Az előállított sep1 allélok és hatásuk a sep1 gén funkciójának komplementálására. B A különböző sep1 allélokat tartalmazó expressziós plazmidokkal transzformált sejtek mikroszkópikus vizsgálata, a szabályozható promotert represszáló (promoter ki) valamint indukáló (promoter be) körülmények között. A DC67-es allél, amely 67 aminosav elvesztésével jár, nem okoz funkcióvesztést, míg további deléciók (DC1 és DC169) nem voltak képesek komplementálni a sep1 gén deléciójával fellépő citokinezis defektust (lásd 1B ábra).

A sep1 funkcióvesztése együtt jár a foszforilációs mintázat megváltozásával, valamit az ace2 target gén transzkripciójának lecsökkenésével. Miután megmutattuk, hogyan viselkednek az egyes sep1 deléciós allélok a sep1 funkció komplementálásában, analizáltuk a sep1 protein foszforilációjára gyakorolt hatásukat, valamit az ace2 gén expressziójának megváltozását az egyes sejtekben. Az ace2 gén a sep1 egyik legfontosabb célgénje, amely a citokinezis egyik kulcsfontosságú regulátora (Alonso-Nunez, An et al. 25). A Western analízis megmutatta, hogy mind DC1 és DC169 allélek esetében a foszforilált forma aránya nagymértékben lecsökkent. Ez nem volt megfigyelhető a DC67-es allélnál (3.ábra). Ez az eredmény megmutatta, hogy a sep1p funkcióvesztése együtt jár a foszforilált forma elvesztésével és megerősítette korábbi hipotézisünket, miszerint a foszforiláció fontos a sep1 protein funkciójának ellátásához. A továbbiakban meghatároztuk, hogy a funkcióvesztés hogyan hat az ace2 target gén expressziójára. Mint az a 3B ábrán látható, a target gén expressziója teljesen megszűnik a sep- DC1 illetve sep-dc169 esetében. Érdekes, hogy ugyan a DC67 nem okoz citokinetikus defektust és nem változtatja meg a foszforilacios mintázatot, a target gén expressziójára hatással van. Ez azt jelentheti, hogy az utolsó 67 aminosavnak szerepe van az optimális transzkripciós szint elérésében, de szerepe valószínűleg marginális. A. E+T E-T F+T F-T 67+T 67-T 1+T 1-T 169+T 169-T 83 kd 14 12 lised expression 1 8 6 ace2 norma 4 2 empty+t empty-t full+t full-t DC67+T DC67-T DC1+T DC1-T DC169+T DC169-T 3. ábra a. Az egyes sep1 allélok hatása a protein foszforilációs mintázatára. Az egyes transzformált sejtekből a fúziós proteint detektáltuk promoter ki (+T) es promoter be (-T) feltételek között. E: üres plazmid, F: teljes sep1 gén. B. Az ace2 gén expressziójának mértéke az egyes mintákban.

A sep1p 563.dik és 596.-ik aminosavjai közötti régiójának deléciója elrontja a sep1 funkciót, de nincs lényeges hatással a foszforilációra. A korábbi eredmények az mutatták, hogy 67 aminosav C-terminális deléciója nem, míg 1 aminosav deléciója elrontja a sep1 gén funkcióját. Így feltételeztük, hogy a két allél közötti 25 aminosavnyi régiónak fontos szerepe lehet a sep1 funkcióban. Ezért ezt a régiót eltávolítottuk (D563,596 allél) és vizsgáltuk szerepet a korábban részletezett módon. Érdekes módon, ez az allél nem volt képes a sep1 funkció komplementációjára (lásd 4A. ábra) és az ace2 gén expressziója is alacsonynak adódott (4c ábra). Azonban nem találtunk lényeges változást a foszforilációs mintázatban a korábbiakkal összehasonlítva (4B ábra). Ez alapján valószínűsíthető, hogy a sep1 funkcióban és a transzkripciós aktiválásban a foszforiláción kívül egyéb mechanizmusok (kölcsönhatás egyéb génekkel, proteinekkel) is szerepet játszhatnak. A kutatás második részében sikerült is találnunk ilyen kölcsönható partnereket. B. F+T F-T 67+T 67-T 563,596+T 563,596-T A. Promoter ki Promoter be 83 kd D563,596 C. normalised expression 14 12 1 8 6 4 2 ace2 empty+t empty-t full+t full-t D563,596+T D563,596-T 4.ábra. A. A DC563,596 allél nem képes a sep1 funkció ellátására. B. A protein foszforiláció az egyes mintákban C. Az ace2 transzkripciója az egyes mintákban. E: üres plazmid, F: teljes sep1 gén. +T: represszált, -T: indukált körülmények

2. A el funkcionális kölcsönhatásban álló egyéb gének vizsgálata. Ahhoz, hogy az eukarióta sejtekben konzervatív és a hasadó élesztőben a sep1 által is szabályozott sejtciklus függő transzkripció molekuláris mechanizmusát megismerjük, a kutatási projekt során kölcsönható gének felkutatását is célul tűztük ki. Ezt a kutatási feladatot a vállaltakon kívül még egy feladattal ki is egészítettük (b. rész), amelynek során további kölcsönható partnereket találtunk. a. A el feltehetően kölcsönható egyéb fork head típusú transzkripciós faktorok jellemzése hasadó élesztőben A fork head típusú transzkripciós faktorok az élesztőtől az emberig számos szervezetben megtálalhatóak es szinte mindenhol kulcsfontosságúak különböző sejtosztódási és sejtdifferenciálódási folyamatokhoz szükséges gének expressziójának szabályozásához (Lehmann, Sowden et al. 23). Hasadó élesztőben két ilyen típusú transzkripciós faktor volt ismert a kutatási projekt kezdete előtt. Ezek egyike a sep1. Ezért célul tűztük ki további, a genomszekvencia ismeretében előbukkant két további fork head protein funkciójának jellemzését, bízva abban, hogy ezzel a sejtciklusban erintett, a el feltehetően kölcsönható újabb regulátorokat sikerül azonosítani. Ehhez elkészítettük a gének delécióját és annak részletes fenotípusos és citologiai vizsgálatát végeztük el. Az eredmények azt mutattak, hogy az egyik gén (fkh2) deléciója sejtosztódási ciklus zavarait okozza. Kimutattuk, hogy a fkh2 hiányában a sejtek nehezebben indukálják a mitózist, ezáltal megnő a G2-ben " rekedt" sejtek száma, amelyet citológiai vizsgálatokkal megerősítettünk. Ezzel sikerült egy olyan regulatort azonosítanunk amely a hez hasonló funkciót lát el (Szilagyi, Batta et al. 25). Más laboratóriumok késobb kimutatták a sep1 es fkh2 proteinek közötti direkt fizikai kölcsönhatás van, ezzel megerősítve a mi eredményeinket (Papadopoulou, Ng et al. 28). b. A sep1 és a mediator komplex kölcsönhatása. A Mediator komplex az élesztőtől a növényeken át az emberig megtalálható nagyjából 1 Megadalton tömegű és legalább 25 alegységből álló komplex, amely a transzkripció szabályozásában vesz részt. A jelenlegi modellek alapján a Mediator az RNS polimeráz II és a speciális transzkripciós faktorok (pl. sep1 vagy fkh2) között közvetíti a szabályozási szignált, mindkettővel kölcsönhatásban. Azonban ezen funkció részletei és a folyamat molekuláris mechanizmusa nem ismert. Korábbi kutatásunk során azonosítottunk a Mediator komplex egyes alegységinek mutációja révén kialakuló, hez hasonló fenotípusú sejteket, ami a gének funkcionális kölcsönhatására utalt (Zilahi, Miklos et al. 2; Szilagyi, Grallert et al. 22) Ez az eredmény két oldalról is izgalmas, hiszen nemcsak a sep1 sejtosztódásban való szerepének, hanem a Mediator komplex funkciójának megértéséhez is hozzájárulnak ezek a vizsgálatok. Így a sep1 gén és a Mediator komplex közötti funkcionális kapcsolat részletesebb molekuláris elemzése már korábban terveink között szerepelt, de ennek protein biokémiai és genomikai technológiai háttere és a kísérletekhez szükséges magas dologi költségek miatt a projektben korábban nem tudtunk előrelépni. Azonban ezzel az OTKA kutatási projekttel időben átfedő OTKA pályázat megteremtette az anyagi lehetőségeket, hogy ebben az irányban előrelépjünk.

Továbbá, a svédországi Karolinska Intézetben dolgozó, a Mediator komplex funkcióját kutató csoportjával (Dr. Claes Gustafsson csoportja, lásd (Zhu, Wiren et al. 26; Linder, Rasmussen et al. 28) kialakult kapcsolat lehetővé tette további, a részletesebb molekuláris kapcsolatok elemzését is. A svédországi laboratórium nagyrészt biztosította a drága kísérletekhez szükséges kísérleti hátteret, valamint az újabb laboratóriumi technikák elsajátításához szükséges szakmai segítséget. Kimutattunk, hogy a Mediator komplex befolyásolja a sep1 által is szabályozott gének (pl. ace2) expresszióját, így bizonyosan direkt vagy indirekt szerepe van a sep1 funkció ellátásában (Miklos, Szilagyi et al. 28). Valamint, hogy mindkettő kölcsönhatásban áll a TFIIH transzkripciós komplex-el, amely szintén elengedhetetlen a transzkripcióhoz (Lee, Miklos et al. 25). Ezen munkák megmutatták, hogy a sejtciklus függő transzkripcióban a Mediator a TFIIH komplexek funkcionálisan együttműködhetnek a sep1 és fkh2 génekkel a target gének promoterein. Ugyan óriási feladat ennek a komplex rendszernek a teljes vizsgálata, azonban az eredményeink ígéretesnek bizonyultak, ezért a pályázatban megfogalmazott feladatokon felül a sep1, fkh2 és a Mediator komplex kölcsönhatására koncentrálva végeztünk további kísérleteket, a Karolinska Intezet-i kutatócsoporttal együttműködve. Megvizsgáltuk, hogy a sep1, valamit a Mediator komplex direkt módon kötödik-e a target gén promoteréhez. Ehhez a sejteket a fent leirt módon szinkronizáltuk és időben követtük a sep1 illetve a Mediator komplex kötődését a promoteren kromatin immunoprecipitáció (ChIP) segítségével. Kimutattuk, hogy mindkettő a transzkripciós aktivációs maximummal átfedve van jelen a promoteren, és kötödésük sejtciklusfüggő (5.ábra). Továbbá megmutattuk, hogy a sep1 gén illetve a Mediator komplex Med15-os alegysége deléciója hatására a kötődés megszűnik. A Med15-os alegység homológjai számos szervezetben "antennakent" funkcionálnak a Mediator komplex és a specifikus transzkripciós faktorok közötti kölcsönhatásban (pl. (Yang, Vought et al. 26). Tehát nagy válószínüséggel a sep1 egyik funkciója a Mediator komplex promoterre való kötödésének elősegítése, feltehetően a Med15-os alegységgel való kölcsönhatás révén. Ebben a folyamatban a sep1 protein aktivációjában bizonyosan a foszforiláció/defoszforiláció általi szabályozás is részt vesz. A jövőben szeretnénk felfedni ezen protein-protein kölcsönhatások szerepet és pontos formáját, valamint benne a foszforiláció funkcióját.

A gene expression in WT normalised expression levels 25 2 15 1 5 septation index ace2 cdc15 eng1 hht1 spd1 M G1 S 8 7 6 5 4 3 2 septation index (%) 1 15 3 45 6 75 time (min) % of input DNA,6,5,4,3,2 ace2 P2 BG ace2 P2 binding ace2 P1 BG ace2 P1 binding % of input DNA,14,12,1,8,6,4 ace2 P1 BG ace2 P1 binding septation index 7 6 5 4 3 2 septation index,1,2 1 15 3 45 6 75 9 15 no tag time (min) no tag 45 15 3 45 6 75 time (min) 5. ábra A. A sep1 target ace2 és cdc15, valamint a G1 (eng1) S (hht1) és G2 (spd1) specifikus gének expressziójának követése szinkronizált tenyészetben. Látható, hogy az ace2 gén transzkripciós maximuma 3 perc. B. A Mediator komplex kötődése ace2 promoteren (P1 illetve P2 régiók) szinkronizált tenyészetben. C. A sep1p kötődése ace2 promoteren szinkronizált tenyészetben. BG: háttér, antitest nélküli kontrol. Összegzés A kutatási projekt során egy fork head típusú regulátor funkciójának feltérképezésén dolgoztunk. A sep1 egy olyan konzervatív folyamat, mint a sejtciklus függő transzkripció egyik regulátora, ezért funkciója molekuláris mechanizmusának megértése nagymértékben hozzájárul a sejtosztódás szabályozásának megértéséhez. A finanszírozott projekt lehetővé tette, hogy előrelépjünk a sep1 funkció megértésében. Felfedeztük a sep1 funkcióhoz szükséges foszforilációt és annak jelentőségét, valamint megismertük a sep1 néhány kölcsönható partnerét, mint fkh2 és Mediator komplex. A vállalt feladatokon felül a Mediator komplex-el való kölcsönhatás részletesebb vizsgálatára is lehetőség nyílt. A kapott eredmények egy része közlésre került (lásd közlemények jegyzéke), másik részének közlésére várhatóan 29-ben kerül sor.

A jövőben meg jobban szeretnénk tisztázni a molekuláris kölcsönhatásokat ebben a rendszerben, úgymint a foszforilácio jelentőségét, a Mediator komplex-el való direkt kölcsönhatásban résztvevő elemeket, valamit a fkh2 szerepet a sep1 és a Mediator komplex-el való kölcsönhatásban. A kutatás felfedi a sejtosztódás szabályozásának újabb rétegeit és hozzájárul a szabályozott transzkripció molekuláris mechanizmusának megértéséhez. E hosszú és komplex kutatási feladat első részén vagyunk túl a támogatott kutatás adta lehetőség révén. Irodalom Alonso-Nunez, M. L., H. An, et al. (25). "Ace2p controls the expression of genes required for cell separation in Schizosaccharomyces pombe." Mol Biol Cell 16(4): 23-17. Lee, K. M., I. Miklos, et al. (25). "Impairment of the TFIIH-associated CDK-activating kinase selectively affects cell cycle-regulated gene expression in fission yeast." Molecular Biology of the Cell 16(6): 2734-45. Lehmann, O. J., J. C. Sowden, et al. (23). "Fox's in development and disease." Trends Genet 19(6): 339-44. Linder, T., N. N. Rasmussen, et al. (28). "Two conserved modules of Schizosaccharomyces pombe Mediator regulate distinct cellular pathways." Nucleic Acids Res 36(8): 2489-54. Miklos, I., Z. Szilagyi, et al. (28). "Genomic expression patterns in cell separation mutants of Schizosaccharomyces pombe defective in the genes sep1 ( + ) and sep15 ( + ) coding for the Mediator subunits Med31 and Med8." Mol Genet Genomics 279(3): 225-38. Papadopoulou, K., S. S. Ng, et al. (28). "Regulation of gene expression during M-G1- phase in fission yeast through Plo1p and forkhead transcription factors." J Cell Sci 121(Pt 1): 38-47. Ribar, B., A. Banrevi, et al. (1997). "sep1+ encodes a transcription-factor homologue of the HNF-3/forkhead DNA-binding-domain family in Schizosaccharomyces pombe." Gene 22(1-2): 1-5. Ribar, B., A. Grallert, et al. (1999). "Deletion of the sep1(+) forkhead transcription factor homologue is not lethal but causes hyphal growth in Schizosaccharomyces pombe." Biochem Biophys Res Commun 263(2): 465-74. Szilagyi, Z., G. Batta, et al. (25). "Characterisation of two novel fork-head gene homologues of Schizosaccharomyces pombe: their involvement in cell cycle and sexual differentiation." Gene 348: 11-9.

Szilagyi, Z., A. Grallert, et al. (22). "The Schizosaccharomyces pombe genes sep1 and sep11 encode putative general transcriptional regulators involved in multiple cellular processes." Molecular Genetics & Genomics: MGG 268(4): 553-62. Yang, F., B. W. Vought, et al. (26). "An ARC/Mediator subunit required for SREBP control of cholesterol and lipid homeostasis." Nature 442(713): 7-4. Zhu, X., M. Wiren, et al. (26). "Genome-wide occupancy profile of mediator and the Srb8-11 module reveals interactions with coding regions." Molecular Cell 22(2): 169-78. Zilahi, E., I. Miklos, et al. (2). "The Schizosaccharomyces pombe sep15+ gene encodes a protein homologous to the Med8 subunit of the Saccharomyces cerevisiae transcriptional mediator complex." Current Genetics 38(5): 227-32. Zilahi, E., E. Salimova, et al. (2). "The S. pombe sep1 gene encodes a nuclear protein that is required for periodic expression of the cdc15 gene." FEBS Lett 481(2): 15-8.