News archive
Human-like telomeres in Zostera marina reveal a mode of transition from the plant to the human telomeric sequences
17. 8. 2020
Our current research in the SYMBIT project, in collaboration with the Botanical Institute of Barcelona, has obtained results confirming that marine plants can have the same telomere DNA as vertebrates, including humans. It is not clear why plants return to the ancestral sequence in the evolution from time to time, but from a comparison of genes for telomerase RNA, we begin to understand for the first time how such transitions occur. The study was published in Journal of Experimental Botany (https://doi.org/10.1093/jxb/eraa293).
A previous study describing the genome of Zostera marina, the most widespread seagrass in the Northern hemisphere, revealed some genomic signatures of adaptation to the aquatic environment such as the loss of stomatal genes, while other functions such as an algal-like cell wall composition were acquired. Beyond these, the genome structure and organization were comparable with those of the majority of plant genomes sequenced, except for one striking feature that went unnoticed at that time: the presence of human-like instead of the expected plant-type telomeric sequences. By using different experimental approaches including fluorescence in situ hybridization (FISH) (Fig. 1), genome skimming by next-generation sequencing (NGS), and analysis of non-coding transcriptome, we have confirmed its telomeric location in the chromosomes of Z. marina. We have also identified its telomerase RNA (TR) subunit, confirming the presence of the human-type telomeric sequence in the template region. Remarkably, this region was found to be very variable even in clades with a highly conserved telomeric sequence across their species. Based on this observation, we propose that alternative annealing preferences in the template borders can explain the transition between the plant and human telomeric sequences. The further identification of paralogues of TR in several plant genomes led us to the hypothesis that plants may retain an increased ability to change their telomeric sequence. We discuss the implications of this occurrence in the evolution of telomeres while introducing a mechanistic model for the transition from the plant to the human telomeric sequences (Fig. 2). The study was published in Journal of Experimental Botany (https://doi.org/10.1093/jxb/eraa293).
Fig. 1 Detection of telomeric sequences in the genus Zostera. Z. noltii possesses typical plant telomere sequence (TTTAGGG)n, while Z. marina uses human-like telomere DNA.
Fig. 2 A model of transition from plant to human-like telomeric sequence in the genus Zostera. Based on our observation, we propose that alternative annealing preferences in the template borders can explain the transition between the plant and human telomeric sequences. The further identification of paralogues of TR in several plant genomes led us to the hypothesis that plants may retain an increased ability to change their telomeric sequence.
Gratulace
25. 6. 2020
Ředitelka BFÚ srdečně gratuluje Gabriele Ambrožové a Petru Stadlbauerovi k získání Prémie Otto Wichterleho.
Tisková zpráva o činnosti Biofyzikálního ústavu během epidemie COVID-19
12. 6. 2020
Výzkum a další činnost Biofyzikálního ústavu byly v době epidemie rovněž zaměřeny na vzniklá, vysoce aktuální a společensky významná témata, související s epidemii COVID-19. Mimo jiné, jsme zavedli diagnostiku viru SARS-CoV-2 pomocí kvantitativní polymerázové řetězové reakce RT-qPCR na špičkových termocyklerech, kterými BFÚ disponuje. Touto metodou bylo verifikováno 5 pozitivních a 5 negativních pacientských vzorků získaných z pracoviště FN v Brně. Na základě těchto výsledků jsme získali od SZÚ povolení testovat potenciálně infekční vzorky, ve spolupráci s klinickými pracovišti. Tato aktivita byla realizována v rámci plnění úkolů Strategie AV21 - věda ve veřejném zájmu, program Qualitas. Zavedenou metodiku qPCR na detekci SARS CoV-2 jsme nabídli klinickým pracovištím. I když nakonec spolupráce s klinickými pracovišti přímo nebyla navázána z důvodů dostatečné testovací kapacity v brněnských laboratořích, vědci Biofyzikálního ústavu zdarma poskytli kity na izolaci virové RNA různým klinickým pracovištím (celkem 615 reakcí). Dále vědci BFÚ přímo pomáhali s detekcí viru na klinice v Třeboni. Ústav také zapůjčil termální cykler pro qPCR reakci do nemocnice v Písku. Obě klinická pracoviště tak za našeho přispění mohla analyzovat stovky vzorků. Dále byla do FN Brno zapůjčena germicidní lampa pro vyšetřovací místnost a po celou dobu epidemiologické krize jsme připravovali roztoky pro izolaci virové RNA v Centru kardiovaskulární a transplantační chirurgie, Genetické laboratoře v Brně (v množství pro zhruba 1200 extrakcí z tkání určených pro transplantace). Kromě vedlejších činností, spojeným s danou problematikou, jsme se věnovali také vědecké činnosti, která je hlavní náplní pracovníků Biofyzikálního ústavu Akademie věd ČR. Na téma variability genomu viru SARS-CoV-2 byl publikován jeden vědecký článek a jeden článek je v přípravě.
DNA methylation and i-motif stability
2. 6. 2020
S účinností od 5. 4. 2020 Biofyzikální ústav AV ČR získal od úřadu SZÚ oprávnění testovat vzorky na CoV-2 metodou qPCR.
6. 4. 2020
