Homologna rekombinacija (HR) je esencijalan biološki proces koji sudjeluje u popravku oštećenja molekule DNA i u očuvanju integriteta genoma. U bakteriji Escherichia coli, razlikuju se dva glavna puta homologne rekombinacije, RecBCD i RecFOR, koji koriste različite enzime za obradu krajeva DNA i vezanje rekombinaze RecA. U radiorezistentnoj bakteriji Deinococcus radiodurans, glavnina dvolančanih lomova DNA popravlja se pomoću dva HR procesa koja ovise o proteinu RecA – ESDSA i klasična homologna rekombinacija. Naša grupa je nedavno identificirala dva alternativna rekombinacijska puta: (i) RecBCD- RecFOR-neovisni (RecBFI) put rekombinacije koji djeluje u mutantima sbcB15 sbcCD bakterije E. coli, u kojem mutirani protein SbcB15 posreduje u sklapanju RecA filamenta i (ii) alternativno spajanje krajeva DNA (A-EJ), proces koji omogućava značajan, ali neprecizan RecA-neovisan popravak dvolančanih lomova DNA i koji rezultira velikim genomskim rearanžmanima kod bakterije D. radiodurans. U sklopu ovog projekta identificirat ćemo nove gene/proteine i uvjete koji potiču RecBFI rekombinaciju u bakteriji E. coli te A-EJ rekombinaciju (i posljedične genomske rearanžmane) u bakteriji D. radiodurans. U istraživanjima ćemo koristiti sekvenciranje nove generacije i napredne bioinformatičke alate (i) za identifikaciju supresorskih mutacija koje aktiviraju RecBFI rekombinaciju kod bakterije E. coli i (ii) za identifikaciju genomskih rearanžmana kod bakterije D. radiodurans. Kombiniranjem genetičkih, molekularno-bioloških i mikroskopskih metoda istražit ćemo učinak različitih mutacija od interesa na rast, vijabilnost i kapacitet bakterijskih stanica za popravak DNA te na morfologiju i segregaciju bakterijskih kromosoma. S obzirom da je homologna rekombinacija evolucijski vrlo sačuvan proces, rezultati naših istraživanja na bakterijama su relevantni za istraživanja karcinoma i drugih bolesti kod ljudi koje su povezane s defektima u rekombinaciji DNA i genomskim rearanžmanima.
 

Publikacije

Zahradka K, Zahradka D, Repar J. Structural Differences between the Genomes of Deinococcus radiodurans Strains from Different Laboratories // Genes, 15 (2024) 847. https://doi.org/10.3390/genes15070847

Konferencije - organizacija

EEMGS 2024 - 52nd European Environmental Mutagenesis and Genomics Society Meeting and 15th International Comet Assay Workshop, Rovinj, Hrvatska, 23.-27.09.2024. - K. Zahradka članica Organizacijskog i Znanstvenog odbora 

Konferencije - sudjelovanja

Repar J, Zahradka D, Zahradka K. DNA double-strand break repair and genome stability in the bacterium Deinococcus radiodurans // 52nd EEMGS and 15th ICAW meeting, Rovinj, Hrvatska, 23.-27.09.2024. - pozvano predavanje J. Repar

Repar J, Zahradka D, Zahradka K. New evidence for alternative end-joining mechanism of DNA double-strand break repair in Deinococcus radiodurans // 52nd EEMGS and 15th ICAW meeting, Rovinj, Hrvatska, 23.-27.09.2024. - poster

Ostalo

Repar J. Točnost popravka DNA i stabilnost genoma u bakteriji Deinococcus radiodurans // Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 15.10.2024. - predavanje

Kumek L, Božić F – sudjelovanje na HDIR radionici “Uvod u molekulsko modeliranje”, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 16., 17. i 20. 12. 2024.

Suradnici na projektu:

Davor Zahradka, dr.sc., voditelj Laboratorija

Jelena Repar, dr.sc.

Damir Đermić, dr.sc.

Lucija Kumek, univ.mag.biol.mol.

Filip Božić, univ.mag.biol.mol.

Trajanje projekta: 28.12.2023. – 27.12.2027.

Projekt financira: Hrvatska zaklada za znanost