The theoretical part of this thesis contains a comprehensive literature review incorporating key information on barley plants and epigenetics, with emphasis on enhancers and histone modifications. It also describes how to study epigenetic landscapes, primarily the ATAC-seq and the histone marker ChIP-seq methods. In the experimental part of this work, barley embryos 8 days after pollination (DAP), 24 DAP and 4 days after germination (DAG) seedlings were collected and subjected to ChIP-seq and ATAC-seq analysis. Sequencing data processing and analysis followed using bioinformatical tools.
Anotace v angličtině
Teoretická část této diplomové práce obsahuje literární přehled zahrnující klíčové informace, které se týkají ječmene a epigenetiky, zejména informace o enhancerech a histonových modifikacích. Metody využívané k epigenetickému profilování, především ATAC-seq a ChIP-seq pro post-translační histonové modifikace, jsou taktéž popsány. Experimentální část je zaměřena na studium třech stádií ječmene - embryí 8 a 24 dní po opylení a 4denních klíčků. Tyto tkáně byly podrobeny ATAC-seq a ChIP-seq analýze. Sekvenační data byla zpracována a analyzována za pomoci bioinformatických nástrojů.
The theoretical part of this thesis contains a comprehensive literature review incorporating key information on barley plants and epigenetics, with emphasis on enhancers and histone modifications. It also describes how to study epigenetic landscapes, primarily the ATAC-seq and the histone marker ChIP-seq methods. In the experimental part of this work, barley embryos 8 days after pollination (DAP), 24 DAP and 4 days after germination (DAG) seedlings were collected and subjected to ChIP-seq and ATAC-seq analysis. Sequencing data processing and analysis followed using bioinformatical tools.
Anotace v angličtině
Teoretická část této diplomové práce obsahuje literární přehled zahrnující klíčové informace, které se týkají ječmene a epigenetiky, zejména informace o enhancerech a histonových modifikacích. Metody využívané k epigenetickému profilování, především ATAC-seq a ChIP-seq pro post-translační histonové modifikace, jsou taktéž popsány. Experimentální část je zaměřena na studium třech stádií ječmene - embryí 8 a 24 dní po opylení a 4denních klíčků. Tyto tkáně byly podrobeny ATAC-seq a ChIP-seq analýze. Sekvenační data byla zpracována a analyzována za pomoci bioinformatických nástrojů.
Osvojení si práce s rostlinným materiálem, preparace vybraných tkání ječmene, a příprava chromatinu a lyzátu pro izolaci jader průtokovou cytometrií.
Chromatinová imunoprecipitace a ATAC (Assay for Transposase-Accessible Chromatin) s následnou konstrukcí sekvenačních knihoven.
Analýza sekvenačních dat s cílem charakterizovat nakódující funkční oblasti a oblasti tkáňově specifické regulace transkripce.
Zásady pro vypracování
Osvojení si práce s rostlinným materiálem, preparace vybraných tkání ječmene, a příprava chromatinu a lyzátu pro izolaci jader průtokovou cytometrií.
Chromatinová imunoprecipitace a ATAC (Assay for Transposase-Accessible Chromatin) s následnou konstrukcí sekvenačních knihoven.
Analýza sekvenačních dat s cílem charakterizovat nakódující funkční oblasti a oblasti tkáňově specifické regulace transkripce.
Seznam doporučené literatury
Ricci, W. A. et al. Widespread long-range cis-regulatory elements in the maize genome. Nat Plants 5, 1237\textendash1249 (2019).
Baker, K. et al. Chromatin state analysis of the barley epigenome reveals a higher-order structure defined by H3K27me1 and H3K27me3 abundance. Plant J. 84, 111\textendash124 (2015).
Mascher M. et al. A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome. Nature 544: 427-433 (2017)
Lu, Z. et al. The prevalence, evolution and chromatin signatures of plant regulatory elements. Nat Plants 5, 1250\textendash1259 (2019)
Yan, W. et al. Dynamic control of enhancer activity drives stage-specific gene expression during flower morphogenesis. Nat. Commun. 10, 1705 (2019)
Seznam doporučené literatury
Ricci, W. A. et al. Widespread long-range cis-regulatory elements in the maize genome. Nat Plants 5, 1237\textendash1249 (2019).
Baker, K. et al. Chromatin state analysis of the barley epigenome reveals a higher-order structure defined by H3K27me1 and H3K27me3 abundance. Plant J. 84, 111\textendash124 (2015).
Mascher M. et al. A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome. Nature 544: 427-433 (2017)
Lu, Z. et al. The prevalence, evolution and chromatin signatures of plant regulatory elements. Nat Plants 5, 1250\textendash1259 (2019)
Yan, W. et al. Dynamic control of enhancer activity drives stage-specific gene expression during flower morphogenesis. Nat. Commun. 10, 1705 (2019)
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Obhajobu diplomové práce studentky Bc. Jany Vyroubalové zahájil prof. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Studentka seznámila komisi s hlavními částmi a výsledky své práce. Následovalo přečtení posudku vedoucí práce Mgr. Pavly Navrátilové, Ph.D. a oponenta Mgr. Aleše Pečinky, Ph.D. Studentka pak reagovala na připomínky a dotazy.
Prezentace studentky obsahovala tato témata:
- aims of the thesis
- barley characterization
- cis-regulatory elements, their function as promotors and enhancers
- histone modifications and their role in the regulation of gene expresion
- plant material used in the experimental part, entire methodology (ChIP seq, ATAC-seq and data analysis)
- Deeptools plot HeatMaps and identification of histone modifications
- detection of inactive, active and enhacer regions in chromatin studied, dfferencies between the tested plants in the different stage of development
V rozpravě byly uvedeny následující připomínky či nastoleny tyto problémy:
- positive evaluation of the student´s skills and her willingness to work and study
- high quality of the thesis written in English
- epigenetics: characterisation of the topic
- specification of concentration of glycine used in the experiment
- description of figure 17, explaining of the strange graphical structure of graph
- explaining the sentence about RNAseq and detection of genes
- presence of 5´UTR regions in MorexV3 genome, its effect at analyssis concerning definining the TSS and the position of the cis-regulatory regions
- size of embryo used in the experiments
- speicifity pf used antibodies, their specifity and ability to detect specific position and modification
Studentka na dotazy položené oponentem práce a členy komise reagovala pohotově, adekvátně, se znalostí problematiky.