Predgovor

---

Oznaka: 0098074

EVOLUCIJSKA DINAMIKA SATELITSKIH DNA

EVOLUTIONARY DYNAMICS OF SATELLITE DNAS
Voditeljica projekta: dr. sc. Đurđica Ugarković

Tel. ++385 1 4561 197   e-mail: [e-mail]

Suradnici
Branka Bruvo, doktorica biol. znanosti, znanstvena suradnica (50% radnog vremena)
Tomislav Domazet-Lošo, doktor biol. znanosti, znanstveni novak u suradničkom zvanju višeg asistenta
Željka Pezer, znanstvena novakinja u suradničkom zvanju asistenta
Đurđica Ugarković, doktorica kem. znanosti, znanstvena savjetnica

Program rada i rezultati na projektu:

U genomima kukaca kornjaša iz porodice Tenebrionidaeo otkriveno je prisustvo nekodirajućih satelitskih DNA koje pokazuju visoku konzerviranost nukleotidnog slijeda, te se ne ponašaju u skladu s konceptom neutralne evolucije (Mravinac et al. J. Mol. Evol. 2005). Pod pretpostavkom da je visoka sačuvanost sekvenci pojedinih satelitskih DNA u svezi s njihovom ulogom u genomu, započeta su istraživanja funkcije ovih sekvenci, odnosno njihovih transkripata (Ž. Pezer, doktorska disertacija u izvedbi; J. Brajković). Sustavna analiza funkcionalnih elemenata prisutnih u satelitskoj DNA prikazana je u radu: Ugarković, EMBO Rep. 2005.

Tomislav Domazet-Lošo je pokrenuo istraživanje u evolucijskoj genomici i bioinformatici s problematikom gena bez porijekla (eng. orphan genes). Istraživanje je dio sveobuhvatnijih nastojanja za poticanjem, uvođenjem i unaprijeđenjem bioniformatike i in silico biologije na IRB-u. U cilju prijenosa znanja u istraživanje su uključena i dva studenta Biološkog odjela PMF-a, Sveučilišta u Zagrebu.

Research programme and results:

Conserved non-coding satellite DNA sequences have been detected within beetles belonging to family Tenebrionidae (Mravinac et al. J. Mol. Evol. 2005). Analysis of transcription of highly conserved satellite sequences has began (Ph.D. theses of Ž. Pezer and J. Brajković).  Functional elements residing within satellite DNAs have been systematicaly investigated (Ugarković, EMBO Rep. 2005).

Tomislav Domazet-Lošo has started investigation in evolutionary genomics and bioinformatics related to orphan genes.

---

Oznaka: 0098075

ORGANIZACIJA HETEROKROMATINSKIH SEKVENCI DNA U GENOMIMA BESKRALJEŠNJAKA

ORGANIZATION OF HETEROCHROMATIC DNA SEQUENCES IN INVERTEBRATE GENOMES
Voditelj projekta: dr. sc. Miroslav Plohl

Tel. ++385 1 4561 083   e-mail: [e-mail]

Suradnici
Branka Bruvo, doktorica biol. znanosti, znanstvena suradnica (50% radnog vremena)
Nevenka Meštrović, doktorica biol. znanosti, znanstvena novakinja u suradničkom zvanju više asistentice, od svibnja 2005. na radnom mjestu stručne suradnice
Brankica Mravinac, doktorica biol. znanosti, znanstvena novakinja u suradničkom zvanju više asistentice
Vlatka Petrović, dipl. ing. biotehnologije, znanstvena novakinja u suradničkom zvanju asistentice
Miroslav Plohl, doktor biol. znanosti, znanstveni savjetnik od 7.4.2005.

Program rada i rezultati na projektu:

Osnovni cilj projekta je istražiti sastav i osobitosti ponovljenih sekvenci DNA koje se nalaze u centromernom i telomernom heterokromatinu odabranih vrsta bekralješnjaka: kukaca iz porodice Tenebrionidae, oblića korijenovih kvržica roda Meloidogyne i morskih školjkaša reda Bivalvia. Svi odabrani organizmi su od gospodarskog značaja, bilo kao štetnici ili kao izvori hrane. Detektirano je nekoliko novih satelitnih ponavljanja i opisana je njihova genomska organizacija. Satelitne DNA oblića pokazale su značajan otklon u raspodjeli mutacija. Uzorak raspodjele mutacija sačuvan je između dvije srodne satelitne DNA, raspodjeljene u dvije vrste oblića. Veća sačuvanost pojedinih dijelova monomera također je opažena u satelitnih DNA školjkaša Donax trunculus i kukca kornjaša Palorus subdepressus. Ovi rezultati ukazuju kako bi evolucija satelitnih DNA pod selektivnim pritiskom mogla biti opći fenomen. Postavljena je hipoteza prema kojoj su pojedina svojstva satelitnih DNA pod selektivnim pritiskom zbog funkcionalnih uloga koje bi ove sekvence DNA mogle imati. Složene inverzije i duplikacije segmenata molekule DNA strukturirale su sadašnji satelitni monomer kod kukca Tribolium brevicornis, kod kojega bi obrnuto ponovljeni nukleotidni sljedovi mogli formirati funkcionalne sekundarne strukture. Dobiveni rezultati opisani su u četiri članka objavljena u časopisima koje citira baza SCI te u jednom preglednom članku.

Research programme and results:

The main goal of the project is to explore composition and features of repetitive DNA components in centromeric and telomeric heterochromatin in selected invertebrate species: insects from the family Tenebrionidae, root-knot nematodes from the genus Meloidogyne and marine bivalve mollusks. All selected organisms are economically important either as pests, or as food resources. Several new satellite repeats were detected in examined organisms and their genomic organization is characterized. Satellite repeats in root-knot nematodes show a strong bias in the distribution of mutations. The variability pattern is preserved between two related satellites, distributed in two Meloidogyne species. The enhanced persistence of some monomer segments is also observed in satellite DNAs from the mollusk Donax trunculus and the beetle Palorus subdepressus. Obtained results suggest that constrained evolution of satellite DNA nucleotide sequences might be a general phenomenon. It has been hypothesized that certain features of satellite repeats are under selection due to functional roles that these sequences might have. In the beetle Tribolium brevicornis, complex pattern of inversions and duplications of sequence segments generated extant satellite monomer, in which inverted repeats may form a functional secondary structure. These results were published in four articles in journals cited by SCI, and in one review article in a non-SCI journal.