The aim of the proposed project is to investigate the control and biochemical pathways of the cellular mechanism leading to methylation of cytosine nucleotides in plant DNA. We will focus (i) on S-Adenosylmethionine (SAM) which is a universal donor of methyl groups in all living organisms and (ii) on S-Adenosylhomocysteine (SAH) which is an inhibitory product of transmethylation reactions. These metabolites may play a key role as their concentrations are under environmental and physiological control. In this way changes in SAM and-or SAH pools might regulate DNA methylation in plant cells and thereby change genotype programming and expression patterns. Biosynthetic pathways of SAM and SAH metabolites will be investigated using specific enzyme inhibitors. Emphasis will be put on the study of the environmental factors such a drought, high salinity and low temperatures with respect to alterations of intracellular levels of SAM and SAH metabolites and changes in methylation status of DNA. The pr (en)
Navrhovaný projekt je zaměřen na biologické funkce metylace DNA u vyšších eukaryotických organismů. Metylační modifikace cytosinových zbytků u většiny eukaryotických genomů patří mezi nejdůležitější epigenetické mechanismy, podílející se významnou měrou na diferenciaci a vývoji organismu. Centrem zájmu bude objasnění mechanismů regulace rostlinných DNA metyltransferáz katalyzujících metylaci cytosinu v poloze 5 pyrimidinového cyklu. Pomocí metabolických inhibitorů budou zkoumány metabolické dráhy ovlivňující buněčné pooly kofaktorů. S-adenosylmethioninu (SAM) a S-adenosylhomocysteinu (SAH) a tím i hladinu metylovaného cytosinu v DNA. Budou zkoumány jak endogenní (fytohormony), tak i exogenní (abiotický stres) faktory ovlivňující rovnováhu SAM/SAHZměny v metylačním obraze DNA budou korelovány se změnami ve struktuře jaderného chromatinu a expresi jak ubikvitárních tak i tkáňově-specifických genů. Budou zkoumány epigenetické změny buněčného jádra při diferenciaci a v podmínkách abiotického stresu.
Přínos projektu je vysoký. Pozoruhodné výsledky, týkající se aktivity rostlinné S-adenosylhomocystein hydrolasy v přítomnosti acyklických analogů adenosinu. Podařilo se blokovat aktivitu buněčné DNA-metyltransferázy in vivo. Byla zjištěna dobrá korelace (cs)