Vybrané výsledky

piRNA a samičí fertilita

Analýza mechanismu piRNA v křeččích pohlavních buňkách změnila pohled na fungování tohoto mechanismu v savčích pohlavních buňkách, neboť mj. ukázala, že piRNA jsou důležité i pro samičí fertilitu.

piRNA jsou malé RNA molekuly, které jsou součástí ochrany genomu v pohlavních buňkách živočichů. piRNA mechanismus rozpoznává a umlčuje endogenní retroviry a další mobilní DNA sekvence. Studium funkce piRNA na myších mutantách vedlo k dojmu, že piRNA savců jsou postradatelné pro vývoj vajíček. Avšak studium křečka, jehož piRNA mechanismus je podobnější ostatním savcům včetně člověka, ukázalo, že savčí piRNA jsou důležité i pro vajíčko a že myší model se během evoluce vyvinul odlišně.

Řez varletem třináctidenního křečka.
Řez varletem třináctidenního křečka. Kruhové útvary jsou semenotvorné kanálky, kde bude v dospělosti probíhat vývoj spermií. Modře je obarvena DNA, červeně protein v podpůrných buňkách a zeleně jsou pohlavní buňky, tzv. spermatogoine, ze kterých se v budoucnu budou vyvíjet spermie. Varlatům mutanta (nahoře) téměř chybí zeleně obarvené spermatogonie, které jsou normálně ve varlatech přítomny (dole).

PublikaceLoubalova Z, Fulka H, Horvat F, Pasulka J, Malik R, Hirose M, Ogura A, and Svoboda P: Formation of spermatogonia and fertile oocytes in golden hamsters requires piRNAs. Nat Cell Biol 2021 23(9): 992-1001. [pubmed] [doi]
KontaktPetr Svoboda, (+420) 296 443 147, petr.svoboda@img.cas.cz
Spolupracující subjektLaboratoř Atsuo Ogury, RIKEN Institute, Japonsko

Nový protein TSSC4

snRNP částice jsou základními stavebními kameny ohromného komplexu, který katalyzuje pre-mRNA sestřih. V rámci této studie jsme popsali nový protein, který pomáhá tento složitý komplex skládat.

Před tím, než se vyrobí určitá bílkovina, je informace pro její výrobu přepsána z DNA do molekuly RNA zvané pre-mRNA. Pouze malá část pre-mRNA však obsahuje informaci pro výrobu bílkoviny, zbytek musí být odstraněn v procesu zvaném RNA sestřih. Všechny úkony spojené s RNA sestřihem zajišťují molekulární nůžky – ohromný komplex, který se skládá ze 150 různých komponent. V této práci jsme popsali novou bílkovinu, tzv. chaperone, která napomáhá správnému a rychlému složení těchto molekulárních nůžek. 

Schéma ukazující účast proteinu TSSC4 při skládání komplexů pro RNA sestřih.
V naší práci jsme ukázali, že TSSC4 (označený červeně) je bílkovina, která se váže na nesložené podjednotky (označeny oranžově) a drží je pohromadě, dokud se nesloží komplex, který se účastní RNA sestřihu (vpravo). Po skončení RNA sestřihu se TSSC4 opět naváže a pomáhá s recyklací podjednotek.
PublikaceKlimešová K, Vojáčková J, Radivojević N, Vandermoere F, Bertrand E, Verheggen C, Staněk D: TSSC4 is a component of U5 snRNP that promotes tri-snRNP formation. Nat Commun 2021 12(1): 3646. [pubmed] [doi]
KontaktDavid Staněk, (+420) 296 443 118, david.stanek@img.cas.cz
Spolupracující subjektyInstitut de Génétique Moléculaire de Montpellier, University of Montpellier, CNRS, Montpellier, France
Equipe labélisée Ligue Nationale Contre le Cancer, Montpellier, France
Institut de Génomique Fonctionnelle, University of Montpellier, CNRS, INSERM, Montpellier, France

Transkripční faktory rodiny Meis

Výzkum odhalující zásadní roli transkripčních faktorů rodiny Meis jako regulátorů kompetence buněčného osudu a poskytuje mechanistický vhled na regulační sítě genů v sítnici oka.

Zrak je zásadním smyslovým vjemem obratlovců. Genetická manipulace u myší umožňuje určit úlohu jednotlivých genů ve vývoji oka, a vzhledem ke konzervované úloze genů pak dále implikovat jejich funkci i u lidí. Ukazujeme, že ve vyvíjejícím se myším embryu řídí transkripční faktory Meis komplexní genové regulační sítě odpovědné za zachování progenitorových buněk a diferenciaci sítnice oka.

(A) Schematický diagram sítnice divokého typu a sítnice s deficitem Meis1/Meis2 (cKO).
(B) Navrhované regulační vstupy transkripčních faktorů Meis do programů genové exprese. 
Během embryonálního vývoje sítnice oka se tvoří tři prostorové domény: ciliární okrajová zóna (CMZ), optický disk (OD) a oblast, která obsahuje retinální progenitorové buňky (RPC). Ukazujeme, že transkripční faktory Meis zachovávají zdroj RPC a zároveň potlačují expresi genů charakteristických pro osudy CMZ a OD.
PublikaceDupacova N, Antosova B, Paces J, Kozmik Z: Meis homeobox genes control progenitor competence in the retina. Proc Natl Acad Sci U S A 2021 118(12). [pubmed] [doi]
KontaktZbyněk Kozmik, (+420) 296 442 110, zbynek.kozmik@img.cas.cz