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Investigating the interplay of SMC complexes and topoisomerase II using Hi-C and polymer modelling
Emma Rusch
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Informatik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Bioinformatik
Betreuer*in
Ivo Hofacker
DOI
10.25365/thesis.77155
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13075.92836.836475-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Structural Maintenance of Chromosomes (SMC) Proteinkomplexe, wie Cohesin and Condensin, sowie Typ II Topoisomerase (Top2) sind essenziell für die korrekte dreidimensionale Organisation von Chromosomen. Dieses Projekt untersucht das Zusammenspiel zwischen diesen Proteinen und ihren Effekt auf die Chromosomenkonformation in der Knospungs-Hefe Saccharomyces cerevisiae mittels der Analyse von Hi-C Experimenten und Polymermodellierung. Hi-C Datenanalyse zeigt sowohl bereits bekannte Funktionen von Cohesin and Condensin als auch neue Muster in Interaktionsmatrizen bei Ko-Depletion von Top2 und Cohesin in Metaphase und bei Depletion von Top2 und Condensin in Anaphase. Zu diesen Mustern gehören einerseits große Regionen von Interaktionsanreicherungen zwischen chromosomalen Armen und scharfe, Armlange Streifen von Interaktionen im ersten Fall sowie gekrümmte Regionen mit erhöhter Interaktionsfrequenz im letzten Fall. Polymersimulationen von Modellen mit verflochtenen chromosomalen Armen konnten manche dieser Muster rekapitulieren und deuten auf die Möglichkeit hin, dass die kombinierten Effekte von Cohesindepletion und die fehlende Funktion von Topoisomerase II, Verflechtungen von Chromatinsträngen aufzulösen, möglicherweise die Ursache für die beobachteten Kontaktmuster aus Hi-C Experimenten sein könnten.
Abstract
(Englisch)
Structural Maintenance of Chromosomes (SMC) protein complexes, such as cohesin and condensin, as well as type II topoisomerases (Top2) are essential for the correct three-dimensional organisation of chromosomes. This project investigates the interplay of these proteins and how they affect the conformation of chromosomes in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae using analyses of Hi-C experiments and polymer modelling. Analyses of Hi-C data show both previously observed activities of cohesin and condensin as well as new contact map patterns upon the co-depletion of Top2 and cohesin in metaphase and the depletion of Top2 and condensin in anaphase. These patterns include large regions of contact enrichment between chromosomal arms and sharp, arm-long stripes of contacts in the first case and curved regions of increased contact frequency in the latter. Polymer simulations of models of intertwined chromosomal arms could recapitulate some of these patterns, hinting at the possibility that the combined effects of cohesin depletion and the missing strand-passing activity of topoisomerase II could be responsible for the contact map patterns observed in Hi-C experiments.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Chromosom Struktur Cerevisiae SMC Cohesin Condensin Topoisomerase Polymer Simulation
Schlagwörter
(Englisch)
chromosome structure cerevisiae SMC cohesin condensin topoisomerase polymer simulation
Autor*innen
Emma Rusch
Haupttitel (Englisch)
Investigating the interplay of SMC complexes and topoisomerase II using Hi-C and polymer modelling
Paralleltitel (Deutsch)
Untersuchung des Zusammenspiels von SMC Komplexen und Topoisomerase II mittels Hi-C und Polymermodellierung
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
69 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Ivo Hofacker
AC Nummer
AC16439732
Utheses ID
61610
Studienkennzahl
UA | 066 | 875 | |