Biogeneza i funkcja cząsteczek pochodzących z tRNA Arabidopsis thaliana

Loading...
Thumbnail Image

Date

2018

Editor

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Title alternative

Biogenesis and function of tRNA-derived fragments in Arabidopsis thaliana

Abstract

Celem niniejszej pracy jest identyfikacja cząsteczek tRF Arabidopsis thaliana, stworzenie bazy danych tych fragmentów oraz rozpoznanie enzymów i czynników odpowiadających za ich powstawanie, wraz z przewidywaniem sekwencji docelowych. Analizy zostały przeprowadzone na własnych i publicznie dostępnych próbach z sekwencjonowania małych RNA (sRNA-Seq) w mutantach szlaków biogenezy i dojrzewania różnych niskocząsteczkowych RNA i tRNA oraz abiotycznych stresach A. thaliana. Analizy oparto o własne metody obliczeniowe napisane w językach programowania Python i R, wraz z wykorzystaniem dostępnych narzędzi bioinformatycznych. W ich wyniku zidentyfikowano sekwencje tRF z trzystu prób rzodkiewnika pospolitego. Uzyskane fragmenty zdeponowano w publicznie dostępnej bazie danych tRex (www.combio.pl/trex) wyposażonej w narzędzia do badania cząsteczek w kontekście struktury i przewidywanych modyfikacji tRNA oraz potencjalnych sekwencji, z którymi fragment może oddziaływać. Ponadto, scharakteryzowano grupy enzymów zaangażowanych w biogenezę sekwencji tRF, zwłaszcza rolę białek RNS2, HYL1 oraz DCL2/RDR6/RDR3b. Jednocześnie wykazano prawdopodobny udział modyfikacji i struktury drugorzędowej tRNA w powstawaniu cząsteczek tRF. Dodatkowo sprawdzono wpływ zmiennych warunków środowiskowych i pokazano, iż nadmierne zasolenie oraz susza wywołują znaczące różnice w poziomie badanych sekwencji.
The aims of this PhD thesis encompass: identification of tRNA-derived fragments in Arabidopsis thaliana, development of a database of said sequences, as well as characterization of their biogenesis and functional potential. Methods used in this work include development of own pipelines, utilizing open-source bioinformatic tools as well as in-house Python and R scripts. In this work, I analyzed 300 in-house and publicly available small RNA-Seq libraries and deposited identified tRF sequences in the tRex database available at www.combio.pl/trex, which is outfitted with tools for tRF biology exploration in different genotypes and environmental conditions. I also included predictions of tRF modifications, as well as their target sequences among transposable elements and protein coding genes. Furthermore, I shed light on pathways involved in biogenesis of tRNA-derived fragments in A. thaliana, implicating possibly conserved roles of RNS2, DCL2/RDR6/RDR3b and HYL1 proteins, and recalled putative involvement of tRNA modifications and secondary structure in generation of small RNAs. Finally, I analyzed tRFs’ response to shifting environmental conditions, finding that high salinity and drought elicit majority of significant changes, and substantially expanding the repertoire of known, stress-responsive tRNA-derived fragments.

Description

Wydział Biologii

Sponsor

The work encompassing this PhD thesis was performed thanks to the generous support of the National Science Foundation (NCN 2011/03/B/NZ2/01416, NCN 2015/19/N/NZ2/00220), KNOW - Leading National Research Center, Poznan RNA Research Center (01/KNOW2/2014) and Poznań Supercomputing and Network Center.

Keywords

tRNA, tRNA-derived fragments, małe RNA, tRFs, fragmenty tRNA, small RNAs, modyfikacje, modifications, sekwencje docelowe, target sequences

Citation

Seria

ISBN

ISSN

DOI

Title Alternative

Rights Creative Commons

Creative Commons License

Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Biblioteka Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego