Výzkum

oocyt, zygota, degradace RNA, RNAi, miRNA, retrotransposon

Mobilní elementy a evoluce genové kontroly během zahájení embryonálního vývoje
Naše výzkumné zájmy (Obr. 1) se soustředí na evoluci molekulárních mechanismů kontrolujících transformaci vajíčka na vyvíjející se embryo (Obr. 2). Tato transformace je složitý proces, jehož principy úzce souvisí se základními otázkami biologie kmenových buněk (Obr. 3). Vajíčko je prakticky terminálně diferencovaná buňka, která se nedělí. Ovšem po oplození se promění v “kmenovou buňku”, která nastartuje program pro vývoj celého organismu. V laboratoři zkoumáme, jak se na tomto procesu procesu podílejí různé mechanismy kontroly genové exprese a k jakým změnám v tomto procesu došlo během evoluce.

Evoluce maternálních transkriptomů a jejich regulací
Genomy se mění v čase. Geny a jejich aktivita ve vajíčku a na začátku embryonálního vývoje (Obr. 4) se mění také. V laboratoři studujeme, které evoluční adaptace myších vajíček jsou specifické pro myši a které představují obecné vlastnosti vajíček. Evoluce genomu je významně ovlivněna tzv. mobilními elementy, které se umí zkopírovat a vložit na nové místo v DNA. Speciálně nás zajímá evoluční dopad jedné skupiny mobilních elementů, tzv. long terminal repeat (LTR) retrotranspozonů. Inzerce jejich LTR do genomu fungují jako mobilní platformy, které poskytují v místě inzerce promotor a první exon. Náhodně vložené LTR tak skrze přirozený výběr mohou specificky ovlivnit genovou strukturu a aktivitu … a dokonce podpořit evoluci nových genů.

Role malých RNA ve vajíčku a na začátku embryonálního vývoje
Malé RNA, které navádějí represivní ribonukleoproteinové komplexy, představují unikátní systém kontroly genové exprese a mobilních elementů. Náš výzkum, podporovaný Evropskou vědeckou radou, se zabývá rolemi malých RNA (mikroRNA, krátkých interferujících RNA (siRNA) a PIWI-asociovaných RNA (piRNA)) ve vajíčkách savců. Náš hlavní modelový systém je myší vajíčko, protože nabízí unikátní příležitost studovat všechny tři mechanismy a jejich interakce v jednom buněčném typu. Poněkud překvapivě jsou pro myší vývoj z vajíčka nepostradatelné jen siRNA, které fungují v tzv. RNA interferenci. V laboratoři se zabýváme molekulárními příčinami vysoké aktivity RNA interference v myších vajíčkách. Jednou z příčin je unikátní maternální isoforma enzyme Dicer, která způsobuje vysokou produkci siRNA ve vajíčku.  Druhou příčinou je skupina dlouhých nekódujících RNA, které nesou antisense orientované fragmenty pseudogenů, ze kterých se tvoří siRNA inhibující komplementární mRNA. Vědecké otázky, které se snažíme zodpovědět zahrnují:  Které molekulární mechanismy kontroluje RNA interference v myších oocytech? Jak fungují male RNA v oocytech jiných savců? Jaké důsledky bude mít ektopické zvýšení aktivity RNA interference v somatických buňkách?

 

Poslední změna: 23. říjen 2019