Pärmi mitokondri uurimisgrupp
Mitokondrid on organellid, millel on oma genoomne DNA. Meid huvitab see, milliste mehhanismide abil mitokondriaalne genoom rakutsüklivältel paljundatakse. Püüame aru saada, millised muutused DNA molekulide struktuuris toimuvad sünteesi käigus ning kuidas on seotud mitokondriaalse DNA replikatsioon ja rekombinatsioon. Samuti huvitavad meid ensüümid, mis osalevad mitokondriaalse DNA metabolismis- DNA polümeraas, ,mis sünteesib mitokondriaalse DNA; nukleaasid, mida vajatakse DNA stabiilsuse tagamiseks ja helikaasid, mis on nukleiinhappe struktuuri moduleerivad mootorensüümid.
Mitokondriaalse DNA topoloogia ja stabiilse pärandumise analüüs
Meie rühma analüüsi tulemusel on selgunud, et mitokondriaalne DNA moodustab pärmides keerukaid kõrgemat järku võrkstruktuure ning ei ole kirjeldatav õpikutes kujutatud lihtsate rõngasstruktuuridega. Meie andmed näitavad, et sellised DNA struktuurid tekivad tõenäoliselt rekombinatsiooni tagajärjel ja pärmide mitokondrites puuduvad spetsiifilised DNA sünteesi initsiatsiooni-struktuurid, mis peaksid esinema RNA praimerite kasutamise korral.
S. cerevisiae mudelorganism võimaldab meil analüüsida süstemaatiliselt erinevate ensüümide mõju mitokondriaalse DNA stabiilsusele, sest pagaripärm võib kasvada ka ilma funktsionaalse hingamisahelata. Oleme konstrueerinud pärmitüved, kus RNA süntees mitokondrites on välja lülitatud, võimaldades identifitseerida rekombinatsioonilises DNA sünteesis olulisi faktoreid.
Mitokondriaalsete DNA helikaaside funktsioon
DNA replikatsioonil osaleb erinevates süsteemides reeglina mootorensüüm DNA helikaas, mille ülesanne on ahelate lahti harutamine. Meie labori töö tulemusel on identifitseeritud kaks DNA helikaasi mitokondris, ent on selgunud ka, et klassikaline replikatiivne helikaas pärmi mitokondrites nähtavasti puudub. Mitokondriaalsete DNA helikaaside funktsioonaalseks analüüsiks kasutame kombineeritult eksperimente puhastatud valkudega ja in vivo analüüsi. Nii oleme näidanud, et nendel ensüümidel on spetsiifika hargnenud ahelaga DNA molekulide suhtes, mis viitab nende rollile rekombinatiivsetes protsessides.
- Sillamaa, S., Piljukov, V. J., Vaask, I., Sedman, T., Jõers, P., & Sedman, J. (2023). UvrD-like helicase Hmi1 Has an ATP independent role in yeast mitochondrial DNA maintenance. DNA repair, 132, 103582. https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2023.103582
-
Tarrés-Solé, A., Battistini, F., Gerhold, J. M., Piétrement, O., Martínez-García, B., Ruiz-López, E., Lyonnais, S., Bernadó, P., Roca, J., Orozco, M., Le Cam, E., Sedman, J., & Solà, M. (2023). Structural analysis of the Candida albicans mitochondrial DNA maintenance factor Gcf1p reveals a dynamic DNA-bridging mechanism. Nucleic acids research, 51(11), 5864–5882. https://doi.org/10.1093/nar/gkad397
-
Piljukov, V. J., Sillamaa, S., Sedman, T., Garber, N., Rätsep, M., Freiberg, A., & Sedman, J. (2023). Mitochondrial Irc3 helicase of the thermotolerant yeast Ogataea polymorpha displays dual DNA- and RNA-stimulated ATPase activity. Mitochondrion, 69, 130–139.
-
Piljukov VJ, Garber N, Sedman T, Sedman J.(2020) Irc3 is a monomeric DNA branch point-binding helicase in mitochondria of the yeast Saccharomyces cerevisiae. FEBS Lett. 594(19):3142-3155.
-
Sedman T, Garber N, Gaidutšik I, Sillamaa S, Paats J, Piljukov VJ, Sedman J. (2017) Mitochondrial helicase Irc3 translocates along double-stranded DNA. FEBS Lett. 591(23):3831-3841.
-
Wanrooij PH, Engqvist MKM, Forslund JME, Navarrete C, Nilsson AK, Sedman J, Wanrooij S, Clausen AR, Chabes (2017) Ribonucleotides incorporated by the yeast mitochondrial DNA polymerase are not repaired. Proc Natl Acad Sci U S A. ;114(47):12466-12471.
-
Gaidutšik I, Sedman T, Sillamaa S, Sedman J (2016) Irc3 is a mitochondrial DNA branch migration enzyme. Sci Rep. 6:26414.
-
Sedman T, Gaidutšik I, Villemson K, Hou Y, Sedman J. (2014) Double-stranded DNA-dependent ATPase Irc3p is directly involved in mitochondrial genome maintenance. Nucleic Acids Res. 42(21):13214-27.
