„Biogeneza małych RNA powstających z prekursorów wybranych

„Biogeneza małych RNA powstających z prekursorów wybranych
mikro RNA Arabidopsis thaliana”
Łukasz Sobkowiak
Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki.
Tematem rozprawy doktorskiej jest biogeneza, czyli dojrzewanie, cząsteczek mikro
RNA oraz analiza funkcji wybranych cząsteczek mikro RNA w modelowowym organizmie
roślinnym Arabidopsis thaliana. Cząsteczki miRNA występują powszechnie u organizmów
eukariotycznych i pełnią kluczową rolę w regulacji ekspresji genów na poziomie
potranskrypcyjnym. MiRNA są zaangażowane m.in. w kontrolę prawidłowego rozwoju
organizmu oraz odpowiedź rośliny na warunki stresowe. Dotychczas u A. thaliana odkryto
291 cząsteczek miRNA ale funkcjonalnie scharakteryzowano jedynie kilka z nich.
Brak
informacji na temat funkcji poszczególnych miRNA A. thaliana skłonił mnie do podjęcia trudu
zmierzającego do zrozumienia funkcji wybranych cząsteczek mikro RNA w roślinie.
Jednym z pierwszych etapów w realizacji rozprawy doktorskiej była charakterystyka
sekwencji nukleotydowych pełnej długości pierwotnych transkryptów genów MIR, tzw. primiRNA. Ponieważ cząsteczki pri-miRNA są bardzo szybko przekształcane w komórkach do
dojrzałych cząsteczek miRNA badanie pierwotnych transkryptów jest bardzo skomplikowane.
Wcześcniejsze doniesienia literaturowe wskazywały na akumulację pierwotncyh transkryptów
genów MIR w mutancie hyl1-2 A. thaliana. Mutant ten ma “wyłączony” jeden z genów
kodujących
białko
uczestniczące
w
szlaku
powstawania
cząsteczek
mikro
RNA.
Podwyższony poziom cząsteczek pri-miRNA w mutancie hyl1-2 umożliwił mi analizę
sekwencji nukleotydowych prekursorów mikro RNA przy zastosowaniu metod 5'RACE oraz
3'RACE.. Uzyskane sekwencje nukleotydowe cząsteczek pri-miRNA pozwoliły z kolei na
opisanie budowy wybranych genów MIR poprzez mapowanie sekwencji pri-miRNA do
sekwencji nukleotydowej genomu A. thaliana. Okazało się, że geny MIR są zaskakująco
długie I zawierają introny. Sekwencja nukleotydowa najdłuższego opisanego przezemnie
genu liczy blisko 5000 pz. Otwartym pozostaje pytanie o sens biologiczny tego fenomenu.
Dlaczego geny MIR oraz pierwotne prekursory mikro RNA są tak zdumiewająco długie skoro
dojrzała cząsteczka mikro RNA zbudowana jest z zaledwie 21 nukleotydów?
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
Podczasz realizacji rozprawy doktorskiej staram się również opisać funcję cząsteczki
mikro RNA 319b.2 odkrytej przez nasz zespół w wyniku głębokiego sekwencjonowania RNA,
uzyskanego z liści rozety A. thaliana, I analizy uzyskanychw ten sposób wyników.
Cząsteczki sztucznych krótkich RNA, w tym mikro RNA, są obecnie badane pod kątem
potencjalnych mozliwości wykorzystania ich jako nowoczesnych terapeutykóww medycynie
oraz jako narzędzi w biotechnologii roslin. Zrozumienie mechanizmu biogenezy cząsteczek
mikro RNA oraz ich działania u roślin umożliwi w przyszłości stosowanie sztucznych mikro
RNA do świadomej I kontrolowanej manipulacji poziomu wybranych mRNA w komórce, w
celu uzyskiwania roślin uprawnych o polepszonych parametrach użytkowych.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego