Molekulární komplexy chromatinu - Jiří Fajkus

Vedení

prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc. prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.
Vedoucí výzkumného centra, Vedoucí výzkumné skupiny

Výzkumné oblasti

  • Struktura, evoluce a udržování telomer, jejich role ve stabilitě chromozomů, opravách DNA a speciaci rostlin
  • Epigenetické mechanismy v regulaci genové exprese, sestavení chromatinu, stabilita genomu a homeostázy telomerů
  • Transkripce, replikace a opravy DNA v kontextu jaderné a jaderné architektury

Hlavní cíle

  • Charakterizovat nukleoproteinové složení telomer a telomeráz a zkoumat interakce mezi složkami telomer, včetně využití kvantitativních biofyzikálních přístupů
  • Vyjasnit souvislosti mezi dynamikou složení telomer a reakcí na poškození DNA
  • Prozkoumat evoluci telomer, telomerázy a alternativních mechanismů udržování telomer
  • Charakterizovat epigenetické procesy spojené s regulací transkripce, replikace a opravy genomu a udržování telomer
  • Dešifrovat funkční vazby mezi sestavováním chromatinu a stabilitou genomu

Výzkumné zaměření

Chromatin je supramolekulární komplex DNA, proteinů a dalších asociovaných molekul (např. RNA). Jedná se o stavební materiál chromozomů, který lze pozorovat při dělení buněk v jejich nejkondenzovanějším stavu. Chromatin byl poprvé objeven v rostlinných buňkách - stejně jako samotné buňky, nebo geny.
Vzhledem k tomu, že eukaryotické genomy jsou sbaleny do chromatinu, všechny genomové funkce se vyskytují v kontextu této vysoce dynamické struktury. Pochopení procesů, jako je replikace, oprava a transkripce DNA nebo diferenciace buněk, vyžaduje pochopení struktury a funkce chromatinu a jeho specifických domén, jako jsou centromery, telomery nebo jadérka.
Zatímco nukleotidová sekvence DNA složky chromatinu tvoří genetický materiál buňky, další komponenty chromatinu (a také modifikace bází samotné DNA) se účastní takzvaných epigenetických funkcí. Ty zahrnují časoprostorovou regulaci aktivity genů a replikace DNA replikace, správnou a přesnou segregaci genetického materiálu do dceřiných buněk, udržování stability chromozomů a ochranu genetického materiálu před poškozením. Důležité je, že struktura chromatinu kondenzuje několik metrů genomové DNA tak, že se vejde do buněčného jádra o průměru několika mikronů, přičemž chromatin zůstává funkční i přes vysoký stupeň kondenzace (až stotisícinásobný).
Naše výzkumná skupina integruje studie v oblasti biologie telomer, struktury chromatinu a epigenetiky. Použitím jedinečných vlastností rostlinných systémů (zejména jejich vysoké vývojové plastičnosti) a jejich srovnáním s kvasinkovými nebo zvířecími modely se snažíme charakterizovat dráhy, které se podílejí na kontrole stability chromozomů, a rozlišit mezi specifickými a obecnými mechanismy. Výsledky našich studií (např. pochopení mechanismů přispívajících ke stabilitě genomu, stárnutí nebo adaptaci na měnící se podmínky prostředí) lze uplatnit v zemědělství, biotechnologiích nebo medicíně.


Novinky

Všechny novinky