Vliv metylace cytosinu na radiační poškození DNA

Abstract

Cílem této diplomové práce bylo objasnit vliv metylace cytosinu na poškození DNA způsobené ionizujícím zářením, a to zejména ve fyzikálně-chemické fázi tohoto procesu. K experimentům byly použity DNA origami nanostruktury ve tvaru rámečků se dvěma paralelními řetězci DNA, z nichž jeden nesl metylované CpG sekvence (MCpG) a druhý nemodifikované (RCpG). Tyto struktury byly vystaveny nízkému LET (elektrony) a vysokému LET (uhlíkové ionty) záření. Poškození typu dvouřetězcových zlomů (DSB) bylo hodnoceno pomocí mikroskopie atomárních sil a celkový rozsah poškození pomocí kvantitativní PCR (qPCR). Součástí práce bylo rovněž využití simulačních nástrojů oxView a oxDNA k modelování a relaxaci DNA origami struktur. Výsledky ukázaly rozdíly ve výskytu mezi DSB mezi metylovanými a kontrolními sekvencemi v závislosti na typu záření a rovněž naznačily, že metylovaná DNA byla v rámci qPCR analýzy méně poškozena než nemodifikovaná DNA, a to u obou typů záření.

The aim of this Masters thesis was to clarify the impact of cytosine methylation on DNA damage caused by ionizing radiation, particularly in the physico-chemical phase of this process. DNA origami nanostructures in the shape of frames containing two parallel DNA strands were used for the experiments. One strand carried methylated CpG sequences (MCpG) and the other carried unmodified control sequences (RCpG). These structures were exposed to low-LET (electrons) and high-LET (carbon ions) radiation. Double-strand breaks (DSBs) were evaluated using atomic force microscopy, and overall DNA damage was assessed using quantitative PCR (qPCR). The study also included the use of oxView and oxDNA simulation tools for modeling and relaxing DNA origami structures. The results showed differences in the occurrence of DSBs between methylated and control sequences depending on the type of radiation, and also suggested that methylated DNA was less damaged according to the qPCR analysis, regardless of the radiation type.