Zaburzenia inicjacji replikacji genomowego DNA jako czynnik regulujący długość życia drożdży Saccharomyces cerevisiae w modelu chronologicznego i replikacyjnego starzenia

Precyzyjna replikacja DNA ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia dokładnego dziedziczenia informacji genetycznej. Mechanizm replikacji DNA jest wysoce zakonserwowany ewolucyjnie. Za postęp oraz regulację kolejnych etapów procesu replikacji DNA odpowiedzialnych jest wiele białek oraz kompleksów białkowych. Ich zadaniem jest stworzenie replisomu, czyli molekularnej maszyny zdolnej do rozpoczęcia i kontynuacji replikacji. Niemal wszystkie komórki cechuje ograniczony potencjał podziałowy. Po jego wyczerpaniu komórki z reguły nie umierają od razu lecz wchodzą w fazę starzenia, w której trwają aż do śmierci. Starzenie się definiujemy jako postępujący spadek integralności fizjologicznej, prowadzący do upośledzenia funkcji biologicznych, a ostatecznie do śmierci. Zaburzenia replikacji DNA są uważane za jeden z potencjalnych czynników determinujących tempo starzenia. Celem niniejszej rozprawy doktorskiej była próba odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób brak jednej kopii genów zaangażowanych w inicjację replikacji DNA wpływa na fizjologię i starzenie modelowych komórek drożdży. Zrealizowane w ramach rozprawy doktorskiej badania wykazały, że testowane heterozygoty charakteryzował znaczny spadek poziomu ich transkryptów mRNA, zaburzenia cyklu komórkowego, wydłużony czas podwojenia oraz istotne zmiany w profilu biochemicznym. Wykazano także, że zaburzenia inicjacji replikacji mają istotny wpływ na potencjał reprodukcyjny komórek oraz na tempo starzenia komórek post-mitotycznych (chronologiczną długość życia).

Precise DNA replication is crucial to ensuring accurate inheritance of genetic information. The DNA replication mechanism is highly evolutionarily conserved. Many proteins and protein complexes are responsible for the progress and regulation of subsequent stages of the DNA replication process. Their task is to create a replisome, a molecular machine which is able to starting and continuing replication. Almost all cells have a limited division potential. When it is depleted, cells usually do not die immediately but enter the aging phase, which lasts until death. We define aging as the progressive decline in physiological integrity, leading to impairment of biological functions and ultimately death. DNA replication disorders are considered to be one of the potential factors determining the rate of aging. The aim of this doctoral dissertation was to answer the question of how the lack of one copy of genes involved in the initiation of DNA replication affects the physiology and aging of model yeast cells. The research carried out as part of the doctoral dissertation showed that the tested heterozygotes were characterized by a significant decrease in the level of their mRNA transcripts, cell cycle disorders, prolonged doubling time and significant changes in the biochemical profile. It has also been shown that disturbances in replication initiation have a significant impact on the reproductive potential of cells and on the rate of aging of post-mitotic cells (chronological lifespan).