Titelaufnahme

Titel
Bau einer künstlichen Plattform für die induzierbare Initiation der meiotischen Rekombination
Weitere Titel
Building an artificial platform for the inducible initiation of meiotic recombination
AutorInnenFötschl, Lukas
Erschienen2018
Datum der AbgabeSeptember 2018
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Meiose / meiotische Rekombination / DBS / synaptonemaler Komplex / Axialelement / Doppelstrangbrüche / Cohesin / Red1 / Rec8 / synthetische Biologie / recombination desert
Schlagwörter (EN)meiosis / meiotic recombination / DSB / synaptonemal complex / axial element / double srand breaks / cohesin / Red1 / Rec8 / synthetic biology / recombination desert
Zugriffsbeschränkung
 _
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Meiose ist ein Prozess, bei der haploide Tochterzellen aus diploiden Mutterzellen entstehen. Die in der Meiose stattfindende homologe Rekombination ist ein Hauptfaktor bei der Entstehung genetischer Vielfalt. Der Funktionsmechanismus der Rekombination hängt mit der Chromosomenstruktur zusammen. In der meiotischen Prophase liegen die Chromosomen als lineare Anordnung von Schleifen vor. Im Zentrum befindet sich das aus Proteinen bestehende Axialelement und die Chromatin Schleifen ragen davon weg. DNA Doppelstrangbrüche, welche die meiotische Rekombination einleiten, entstehen in der Nähe von Befestigungspunkten am Axialelement.

Die axialelement Proteine Red1 und Hop1 sind erforderlich um die DBS Maschinerie an die Achse zu binden. Das meiose-spezifische Cohesin Rec8 fokussiert die Befestigungspunkte der Achse zu konvergenten Transkriptionsseiten. In der Abwesenheit von Rec8 sind DSB Hotspots verzerrt oder verschwunden, sowie die Red1 und Hop1 Bindungsmuster.

Red1 sammelt sich entlang der Chromosomen an und kann durch Hop1 oder Rec8 an die Chromosomen binden. Rec8 fokussiert die Red1 Ansammlungen an konvergenten Transkriptionsseiten um der Transkriptionsmaschinerie auszuweichen. Red1 Ansammlungen dienen als Plattform für andere Komponenten wie die DSB Maschinerie.

Um die Hypothese zu testen, dass Red1 lokal als Plattform für andere Komponenten dient, wollen wir eine künstliche Red1 Ansammlung an einer konvergenten Transkriptionsseite einrichten.

Diese Arbeit befasst sich mit der Konstruktion von induzierbaren Red1 Plattformen an zwei konvergenten Transkriptionsseiten während der Meiose. Es konnte gezeigt werden, dass das Red1 Konstrukt während der Meiose funktionsfähig ist und an die gewünschten Positionen gebunden werden kann. Diese Vorarbeit kann für zukünftige Studien der DSB Bildung und der meiotischen Rekombination verwendet werden.

Zusammenfassung (Englisch)

Meiosis is a process, that produces haploid daughter cells from a diploid mother cell. The homologous recombination of genetic material that takes place in meiosis, is a main factor in producing genetic varieties. The function of the recombination mechanism is associated with the chromosomal structure in meiosis. In meiotic prophase the chromosomes are arranged as linear arrays of loops with an axial element in the center and the chromatin loops protruding outwards. The double strand break (DSB) formation, which initiates meiotic recombination, takes place in the vicinity of attachment sites to the axial element.

Axial element proteins Red1 and Hop1 are required for the tethering of the DSB machinery to the axis. The meiosis specific cohesin Rec8 focuses the connection points of the axial element to convergent transcription sites. In the absence of Rec8, DSB hotspots are blurred or vanished, as well as the Red1 and Hop1 binding patterns.

Red 1 accumulates along the chromosome and can connect to the DNA by Hop1 or Rec8. Rec8 focuses Red1 to convergent transcription sides, to avoid the transcription machinery. Red1 hubs function as a platform for DSB machinery components.

To test the hypothesis that Red1 functions locally as a platform for other components, we want to build an artificial Red1 hub at a convergent transcription site that can be induced in meiosis.

This thesis comprises the establishment of inducible Red1 platforms at two convergent transcription sites in meiosis. We were able to show that our Red1 construct is operational in meiosis and it is tethered to the desired positions. This preliminary work can be used for further studies of DSB formation.