Rola pętli chromatynowych w atenuacji transkrypcji i terminacji - kierownik dr hab. Michał Gdula

Konkurs do projektu w ramach dodatkowej puli miejsc do Szkoły Doktorskiej Nauk Przyrodniczych UAM w dyscyplinie: nauki biologiczne  

Opis projektu 

Nasze ciała składają się z około 200 typów komórek, z których każda ma ten sam genom, ale wykorzystuje tylko część informacji genetycznej specyficznej dla swojego typu. Tożsamość specyficzna dla typu komórki ustalana jest podczas rozwoju poprzez różnicowanie się komórek kierowane licznymi mechanizmami między- i wewnątrzkomórkowymi oraz zabezpieczone epigenetyczną pamięcią komórkową. Zabezpieczenie ekspresji zestawów genów specyficznych dla typu komórki wymaga skutecznej kontroli i precyzyjnego dostrojenia, które osiąga się wieloma różnymi szlakami molekularnymi.

Każdy z genów musi zostać swoiście rozpoznany przez maszynerię transkrypcyjną z puli ponad 60 tysięcy ludzkich jednostek transkrypcyjnych ukrytych w dwóch metrach DNA, które zawiera każda komórka. Gen musi być aktywowany: 1) na odpowiednim poziomie, 2) gdy jest potrzebny i 3) na określony czas. Odczyt informacji genomowej musi nie tylko rozpocząć się, ale także zakończyć w odpowiednim miejscu, aby nie aktywować informacji z sąsiedniego genu.

Złożoność i specyficzność transkrypcji dodatkowo zwiększa fakt, że większość genów ma alternatywne początki i zakończenia. Poprzednio opisałem nowy mechanizm kontroli części genów ssaczych poprzez terminację transkrypcji. Odkryliśmy, że dla wydajnej ekspresji genów ważne jest, aby zakończyć odczytywanie informacji genetycznej we właściwym miejscu i odkryliśmy, że aktywność niektórych genów jest regulowana przez przedwczesne zakończenie.

Nasza niedawna analiza terminacji transkrypcji za pomocą metodologii mNETseq, która identyfikuje terminację transkrypcji z niespotykaną dotąd precyzją, wykazała, że wiele miejsc zarówno przedwczesnej, jak i pełnej długości (normalnej) terminacji jest wzbogaconych białkami architektonicznymi CTCF, MAZ, a także kohezynami, które są ważne dla organizacji 3D genomu w jądrze komórkowym. Analiza fałdowania genomu 3D ujawniła, że miejsca te są często powiązane z pętlami genomowymi, które w wielu przypadkach są zakotwiczone w miejscach terminacji - przedwczesnych lub prawidłowych. W przypadku drożdży odkryto wcześniej, że wiele czynników wiążących się z DNA może tworzyć przeszkodę, która ułatwia terminację polimerazy II RNA. Stawiam hipotezę, że pętle chromatyny, które obserwujemy na terminatorach u ssaków, stanowią przeszkodę, która może ułatwić terminację transkrypcji. W proponowanych badaniach chciałbym sprawdzić, czy zaobserwowane pętle genomowe mogą pomóc w przedwczesnym zakończeniu odczytywania informacji genomowej. Jeśli to prawda, to pętle w miejscach terminacji byłyby ważnym elementem regulacji aktywności genów.

Aby przetestować naszą hipotezę na poziomie pojedynczego miejsca genomowego, usuniemy pętle genomowe w wybranych 2-3 miejscach przedwczesnej terminacji. Osiągniemy to poprzez usunięcie ich miejsc zakotwiczenia nie naruszając sygnału terminacji przy pomocy metodologii edycji genomu CRISPR-Cas9. Następnie przeanalizujemy, czy miało to wpływ na transkrypcję. Ponadto, w celu uzyskania informacji dla całego genomu, usuniemy wszystkie pętle poprzez szybkie usunięcie kohezyny – kompleksu molekularnego zaangażowanego w tworzenie pętli, stosując metodologię degronu. Następnie zostanie przeprowadzona analiza natywnej transkrypcji. Te dwa zestawy ortogonalnych i uzupełniających się eksperymentów niezależnie pokażą, jakie jest znaczenie pętli chromatyny w przedwczesnym kończeniu terminacji, zarówno w skali globalnej, jak i lokalnej.  

Proponowane badania wyjaśnią rolę pętli chromatyny w miejscach przedwczesnej i prawidłowej terminacji. Poszerzy to naszą wiedzę na temat regulacji ekspresji genów. Ten nowy aspekt kontroli transkrypcji może być ważny dla zrozumienia patogenezy chorób spowodowanych niewłaściwie regulowanymi genami i przyczynić się do opracowania nowych linii leczenia. 

Kierownik projektu: dr hab. Michał Gdula  projekt NCN Preludium BIS 2023/50/O/NZ2/00660

Rekrutacja

Komisja Rekrutacyjna

Harmonogram rekrutacji:

Opłata rekrutacyjna

Opłata rekrutacyjna do szkoły doktorskiej wynosi 300 zł.

Forma postępowania kwalifikacyjnego

Język postępowania kwalifikacyjnego, w tym rozmowy kwalifikacyjnej

Język polski lub języku angielskim. 

Wymagane dokumenty  

Osoba ubiegająca się o przyjęcie do Szkoły Doktorskiej rejestruje sie w systemie IRK (Interentowa Rejestracja Kandydata) i składa dokumenty w formie elektronicznej.

Kandydat zobowiązany jest do:  

1)     wypełnienia formularza rejestracyjnego i załączenia zdjęcia w wersji elektronicznej o wymiarach 20 mm x 25 mm w rozdzielczości co najmniej 300 dpi;

2)     określenia dyscypliny naukowej, w której kandydat będzie odbywał kształcenie w szkole doktorskiej;

3)     wyrażenia zgody na przetwarzanie danych osobowych na potrzeby rekrutacji;

4)     wprowadzenia wyników z egzaminów dyplomowych;

5)     załączenia CV;

6)     załączenia skanu listu motywacyjnego podpisanego odręcznie wraz ze wskazaniem dyscypliny naukowej, w której kandydat chciałby uzyskać stopień naukowy doktora;

7)     załączenia skanu odpisu dyplomu ukończenia studiów wyższych, potwierdzającego uzyskanie kwalifikacji na poziomie 7. Polskiej Ramy Kwalifikacji, a w przypadku absolwentów z roku akademickiego 2023/2024, którym nie został wydany jeszcze dyplom, zaświadczenia o uzyskaniu kwalifikacji na poziomie 7. Polskiej Ramy Kwalifikacji. W przypadku kandydatów, którzy ubiegają się o przyjęcie do szkoły doktorskiej na podstawie najwyższej jakości osiągnięć naukowych wymagany jest odpowiednio: dla absolwentów studiów pierwszego stopnia dyplom ukończenia tych studiów wraz z suplementem a dla studentów po ukończonym 3 roku jednolitych studiów magisterskich zaświadczenie o uzyskanej średniej studiów z lat 1-3 wraz z kartą przebiegu studiów;

8)     załączenia skanu podpisanego odręcznie oświadczenia o niepodjęciu kształcenia w innej szkole doktorskiej oraz o nieposiadaniu stopnia doktora;

9)     załączenia skanu podpisanego odręcznie oświadczenia o udokumentowanych osiągnięciach oraz dokumentów potwierdzających te osiągnięcia  (tłumaczenie na język polski lub angielski)  należy wskazać osiągnięcia podlegające ocenie:

a)  w liczbie do 3 – w przypadku osiągnięć naukowych;

b)  w liczbie do 3 – w przypadku innych osiągnięć

- zgodnych z kryteriami, o których mowa w § 10.

10) załączenia skanu podpisanej odręcznie propozycji autorskiego projektu badawczego a w przypadku rekrutacji w związku z realizacją projektu badawczego – autorskiej koncepcji realizacji projektu grantowego, wraz z bibliografią (do 8 stron standardowego maszynopisu, maks. 15 000 znaków ze spacjami);

11) załączenia skanu pobranego z systemu IRK podpisanego odręcznie podania o przyjęcie do szkoły doktorskiej;

       12) wniesienia opłaty rekrutacyjnej,

 

  Osoby, które uzyskały niezbędne wykształcenie poza terenem Rzeczypospolitej Polskiej, składają dodatkowo: 

• potwierdzoną za zgodność z oryginałem kserokopię dokumentu poświadczającego wykształcenie – dyplom z suplementem studiów pierwszego stopnia (Bachelor degree) i dyplom z suplementem studiów drugiego stopnia (MSc, MA) w języku oryginalnym i w poświadczonym tłumaczeniu na język angielski lub na język polski;
• kserokopię paszportu.

Kryteria oceny

W postępowaniu rekrutacyjnym uwzględnia się:

 1)     ocenę z dyplomu studiów drugiego stopnia, jednolitych magisterskich, nie więcej niż 10 pkt; w przypadku kandydatów, którzy ubiegają się o przyjęcie na podstawie najwyższej jakości osiągnięć naukowych („Perły Nauki”), 10 pkt;

 2)     ocenę dotychczasowej aktywności naukowej oraz osiągnięć naukowych kandydata; kandydat wskazuje do oceny maksymalnie trzy udokumentowane osiągnięcia naukowe, zgodne z kryteriami osiągnięć kandydata przyjętymi przez komisję rekrutacyjną dla danej dyscypliny; nie więcej niż 15 pkt;

 3)     inną udokumentowaną działalność kandydata, na podstawie wskazanych przez kandydata maksimum trzech osiągnięć zgodnych z kryteriami osiągnięć kandydata przyjętymi przez komisję rekrutacyjną dla danej dyscypliny, nie więcej niż 5 pkt;

 4)     wynik rozmowy kwalifikacyjnej, przy czym zakres rozmowy kwalifikacyjnej obejmuje:

 a)     wiedzę oraz kompetencje kandydata istotne dla planowanych badań oraz właściwe dla wskazanej dyscypliny naukowej,

 b)     elementy metodologii badań właściwe dla wskazanej dyscypliny.

 Za rozmowę kwalifikacyjną można otrzymać nie więcej niż 50 pkt; maksymalny czas trwania rozmowy kwalifikacyjnej może wynieść 30 minut.

 5)     ocenę przygotowanego na potrzeby rekrutacji projektu badawczego (nie więcej niż 20 pkt), ze szczególnym uwzględnieniem:

 a)     umiejętności sformułowania celu badań oraz przedstawienia problemu badawczego;

 b)     pomysłu badawczego oraz umiejętności zaproponowania sposobu rozwiązania;

 c)     metodologii właściwej dla wskazanej dyscypliny;

 d)     znajomości stanu badań wraz z podstawową bibliografią.

Warunki przyjęcia do szkoły doktorskiej

Maksymalna liczba punktów to 100 punktów. Warunkiem przyjęcia do szkoły doktorskiej jest znalezienie się na liście rankingowej, w obrębie limitu miejsc dla danej dyscypliny naukowej i uzyskania minimum 60 punktów z całości postępowania kwalifikacyjnego.

Program kształcenia

Kształcenie w szkole doktorskiej trwa 8 semestrów. Kształcenie  prowadzone jest na podstawie ramowego planu kształcenia oraz indywidualnego planu badawczego i kończy się złożeniem rozprawy doktorskiej.

Ramowy plan kształcenia  w szkole doktorskiej obejmuje katalog modułów zajęć obowiązkowych, obowiązkowych do wyboru i fakultatywnych wraz z:

1)    określeniem ich harmonogramu

2)    sposobem ich realizacji

3)    weryfikacją efektów uczenia się.

Promotorzy

Doktorant pracuje pod kierunkiem promotora lub promotorów albo promotora i promotora pomocniczego, którzy będą wyznaczeni w terminie 3 miesięcy od rozpoczęcia kształcenia w szkole doktorskiej.

Stypendia

Wysokość stypendium wynosi 5000 PLN brutto-brutto do oceny śródokresowej, po ocenie zwiększenie do 6000 PLN brutto-brutto