Lokalizace potenciálních G4-kvadruplexů v eukaryotických genomech Matej Lexa, Eduard Kejnovský, Tomáš Martínek FI MU, BFÚ AVČR, FIT VUT lexa@fi.muni.cz, kejnovsk@ibp.cz martinto@fit.vutbr.cz
G-kvadruplexy Specifická sekundární struktura DNA složená z Guaninových tetrád Předpokládaná funkce: regulace transkripce a replikace, udržování telomer, modelování chromatinu, apod. Pro popis kvadruplexu se obvykle používá vzorec: G3+N1-7G3+N1-7G3+N1-7G3+
Motivace Ukazuje se, že se kvadruplexy v eukaryotních genomech vyskytují častěji než by se očekávalo Vyskytují se často v telomerách, promotorech a počátcích replikace Ukazuje se však, že se v hojné míře vyskytují i repetitivních oblastech jako jsou transpozony nebo retranspozony Cílem práce: Zmapovat výskyt kvadruplexů v repetitivních oblastech vybraných eukaryotických genomů (člověk, rostliny) Ověřit jejich tvorbu experimentálně
Postup řešení I Jako vstupní sekvence použity genomy: člověka: hg19 rostlin: arabidopsis, kukuřice, tabák, rýže, apod. Predikce potenciálních kvadruplexů modifikovaný regulární výraz pro hledání vzoru: G3+N1-7G3+N1-7G3+N1-7G3+ Predikce repetitivních oblastí: člověk: RepeatMasker rostliny: LTR Finder
Postup řešení II Predikce a filtrace flank regionů Shlukování fragmentů, které patří stejnému repeatu Predikce hypotetických pozic flank regionů Detekce kvadruplexů v repeatech Hledání překryvů mezi kvadruplexy nebo repeaty Přepočet vůči začátku repetice a výpočet pokrytí Tisk diagramů
PQS
PQS
PQS
Experimentální ověření I CD Spektrometrie rozlišení paralelních/antiparalelních kvadruplexů
Experimentální ověření II Ověření struktury Mutace vybraných guaninů potvrdila jejich příspěvek ke stabilitě kvadruplexu
Experimentální ověření III
Úvahy o roli kvadruplexů v repeticích
Shrnutí Vytvořena pipeline pro vyhledání a analýzu PQS v repetitivních oblastech genomu (implementováno v R/Bioconductor) Repetitivní sekvence často obsahují místa s výskytem PQS PQS z typických míst v genome jsou schopny tvořit stabilní kvadruplex in vitro Retroelementy jsou zřejmě nejdůležitějším zdrojem kvadruplexů v genomu
Konec Děkuji za pozornost