Laboratorij za strukturu i funkciju heterokromatina

Laboratorij za strukturu i funkciju heterokromatina

Naša istraživanja su usredotočena na satelitne DNA i druge ponovljene sekvence DNA kako bi se razumijela njihova struktura, evolucijski mehanizmi, funkcionalnost te utjecaj na genomsku dinamiku i plastičnost.

Miroslav Plohl

Voditelj laboratorija

prof. dr. sc. Miroslav Plohl

+385 1 456 1083
left right

Područje istraživanja

  1. Proučavanje osobitosti sekvenci i evolucije satelitnih DNA blisko srodnih vrsta kod tri evolucijski udaljene skupine beskralješnjaka koje se razlikuju po načinu razmnožavanja i centromernoj organizaciji
  2. Kartiranje i analiza nizova satelitnih DNA na monocentričnim i holocentričnim kromosomima
  3. Proučavanje organizacijskih i mutacijskih svojstava satelitnih monomera na krajevima niza te karakterizacija prijelaznih područja između porodica ponovljenih sekvenci
  4. Interakcije satelitnih DNA i protein u heterokromatinu. Analiza mogućeg specifičnog vezivanja satelitnih monomera na nukleosomima kao i analiza DNA-proteinskih asocijacija u nukleosomima specifičnim za centromere
  5. Citogenetika monocentričnih i holocentričnih kromosoma

Interesi

Glavni interes ovih istraživanja je shvatiti uzroke i posljedice raznolikosti satelitnih DNA, specifičnosti sekvence, evolucijske pritiske te funkcionalne interakcije u kojima satelitne DNA mogu sudjelovati. Naš interes je usredotočen na satelitna ponavljanja općenito, a posebno na strukturu i organizaciju ponovljenih sekvenci u centromernom, a također i u telomernom području.

Modelni organizmi

U našim istraživanjima koristimo vrste tri međusobno udaljene grupe beskralješnjaka. Odabrani modelni organizmi imaju različite načine razmnožavanja (spolno i partenogenetski) i različitu organizaciju centromera: široko rasprostranjene regionalne centromere (Insecta, Tenebrionidae), holocentrične centromere (Nematoda, Meloidogyne) i centromere koje su siromašne sa satelitnim DNA (Mollusca).

img164
Meloidogyne_incognita
donax trunculus

Ciljevi

Pristup zasnovan na usporednim studijama satelitnih DNA i nukleosomske strukture vrsta s različitim načinom razmnožavanja i različitom centromernom organizacijom omogućuje zaključivanje o općim principima evolucije satelitnih DNA te mogućim funkcionalnim interakcijama u centromerama i u okolnom heterokromatinu. Stvaranje cjelokupne slike o heterokromatinu neophodna je osnova za razumijevanje principa organizacije, funkcije i evolucije eukariotskog genoma.

Izdvojene publikacije

  • García-Souto D, Mravinac B, Šatović E, Plohl M, Moran P, Pasantes JJ (2017) Methylation profile of a satellite DNA constituting the intercalary G+C-rich heterochromatin of the cut trough shellSpisula subtruncata(Bivalvia, Mactridae). Scientific Reports 6930; 1-12 DOI:10.1038/s41598-017-07231-7
  • Šatović E, Vojvoda Zeljko T, Luchetti A, Mantovani B, Plohl M (2016) Adjacent sequences disclose potential for intra-genomic dispersal of satellite DNA repeats and suggest a complex network with transposable elements. BMC Genomics 17:997 DOI 10.1186/s12864-016-3347-1
  • Luchetti A, Šatović E, Mantovani B, Plohl M (2016) RUDI, a short interspersed element of the V-SINE superfamily widespread in molluscan genomes. Mol Genet Genomics 291:1419–1429. DOI 10.1007/s00438-016-1194-z
  • Pavlek M, Gelfand Y, Plohl M, Meštrović N (2015) Genome-wide analysis of tandem repeats in Tribolium castaneum genome reveals abundant and highly dynamic tandem repeat families with satellite DNA features in euchromatic chromosomal arms. DNA Research. 22:387–401. DOI: 10.1093/dnares/dsv021
  • Meštrović N, Mravinac B, Pavlek M, Vojvoda-Zeljko T, Šatović E, Plohl M (2015) Structural and functional liaisons between transposable elements and satellite DNAs. Chromosome Res. 23:583-596. DOI: 10.1007/s10577-015-9483-7.
  • Plohl M, Meštrović N, Mravinac B (2014) Centromere identity from the DNA point of view. Chromosoma, 123:313-325. DOI: 10.1007/s00412-014-0462-0
  • Šatović E, Plohl M (2013) Tandem repeat-containing MITEs in the clam Donax trunculus. Genome Biol Evol 5 (12): 2549-2559. DOI: 10.1093/gbe/evt202.
  • Meštrović N, Pavlek M, Car A, Castagnone-Sereno P, Abad P, Plohl M (2013) Conserved DNA motifs, including the CENP B box-like, are possible promoters of satellite DNA array rearrangements in nematodes. PLoS ONE 8(6): e67328.
  • Mravinac B, Meštrović N, Čavrak V, Plohl M (2011) TCAGG, an alternative telomeric sequence in insects. Chromosoma, 120:367-376.
  • Mravinac B, Plohl M. (2010) Parallelism in evolution of highly repetitive DNAs in sibling species. Mol Biol Evol, 27:1857-1867. DOI: 10.1093/molbev/msq068
  • Plohl M, Petrović V, Luchetti A, Ricci A, Šatović E, Passamonti M, Mantovani B. (2010) Long-term conservation vs. high sequence divergence: the case of an extraordinarily old satellite DNA in bivalve mollusks. Heredity 104:543-551. DOI:10.1038/hdy.2009.141
  • Meštrović, N., Plohl, M., Castagnone-Sereno, P. (2009) Relevance of satellite DNA genomic distribution in phylogenetic analysis: a case study with root-knot nematodes of the genusMeloidogyne. Mol. Phyl. Evol. 50, 204-208. DOI: 10.1016/j.ympev.2008.10.013
  • Plohl, M., Luchetti, A., Meštrović, N., Mantovani, B. (2008) Satellite DNAs between selfishness and functionality: structure, genomics and evolution of tandem repeats in centromeric heterochromatin. Gene 409, 72-82
  • Meštrović N, Castagnone-Sereno P, Plohl M. (2006) Interplay of selective pressure and stochastic events directs evolution of the MEL 172 satellite DNA library in root-knot nematodes. Mol Biol Evol 23:2316-2325.
  • Meštrović, N., Plohl, M., Mravinac, B. and Ugarković, Đ. (1998) Evolution of satellite DNAs from the genus Palorus - experimental evidence for the "library" hypothesis. Mol. Biol. Evol. 15, 1062-1068

Brankica Mravinac
dr.sc.

znanstveni suradnik
+385 1 457 1273
1603

Eva Šatović
dr.sc.

viši asistent
+385 1 457 1322
1828

Miroslav Plohl
prof. dr. sc.

znanstveni savjetnik Instituta "Ruđer Bošković"; naslovni redovni profesor Sveučilišta J. J. Strossmayer u Osijeku
+385 1 456 1083
1613

Nevenka Meštrović Radan
dr.sc

znanstveni suradnik
+385 1 457 1273
1603 1445

Invertebrate centromere genomics (CENGEN)

Glavni istraživač / voditelj: Miroslav Plohl

The main goal of this project is to identify CenH3 and CenH3-associated DNA sequences as well as their non-functional counterparts in order to explore genomics of differently organized centromeres: satellite DNA-rich, satellite DNA-poor and dispersed on holocentric chromosomes.

više »