Maintenance of chromosomes integrity in Giardia intestinails as a model organism.

Abstract

Giardia intestinalis je kosmopolitní jednobuněčný organismus způsobující průjmy. Kromě klinického významu, jsou tito dvoujaderní prvoci zajímaví také z hlediska postavení v rámci eukaryot. Jsou evolučně vzdálení obvyklým modelovým organismům a dokonale přizpůsobeni parazitickému způsobu života. Jejich genom je poměrně malý, obsahuje velice málo nekódujících oblastí a mnohé z genů známých u jiných organismů u giardií chybí, tyto vlastnosti z nich dělají atraktivní model pro studium schopnosti buňky fungovat s minimální výbavou. Předkládaná práce přináší nová dílčí zjištění o různých úrovních udržování chromozomové stability u tohoto parazita. Jednou z nich je způsob ochrany konců chromozomů, tzv. telomer. Podařilo se nám lokalizovat telomery na koncích chromozomů v různých fázích buněčného cyklu a zpřesnit jejich přibližnou délku na 0,5 až 2,5 kb. Prokázali jsme existenci aktivního enzymu telomerázy odpovědného za přidávání telomerických repetic na konce chromozomů, ačkoliv se jedná o enzym strukturně odlišný od jiných eukaryot. Tyto poznatky ukazují, že giardie, stejně jako většina eukaryot, vyvinula konzervativní způsob, jak zamezit zkracování telomer. Popisujeme také účinek léku pro léčbu giardiózy, metronidazolu, na DNA a buněčný cyklus citlivých a rezistentních buněčných linií giardií....

Giardia intestinalis is a protozoan causing diarrhea worldwide. Beside its medical importance, it is evolutionary distant protist with two nuclei within a cell adapted for parasitic life in the environment poor of oxygen. Its genome is small and compact in term of gene content and size. It is therefore an attractive model organism for studies of minimal requirements for cellular processes. Present work brings new partial information on different levels of chromosome integrity maintenance of this parasite. Our study presents characteristics of chromosome termini and their protection. We localized telomeres during all stages of the trophozoite cell cycle and determined the length of Giardia telomeres ranging from 0.5 to 2.5 kb, we proved an existence of an active telomerase enzyme synthesizing telomeric repeats in in this parasite, despite the fact that giardial telomerase is structurally divergent. Present data support the view that the chromosomal termini in Giardia are maintained in a conservative manner that is common to other eukaryotes. We described effects of commonly used drug for treatment of anaerobic infections, metronidazole, on DNA and cell cycle progression in susceptible and resistant cell lines. Incubation of cells with this drug causes phosphorylation of histone H2A in cell nuclei...