Interaction of YY1 protein with RNA – preliminary studies

Białko Yin Yang 1 (YY1) jest czynnikiem transkrypcyjnym, który odgrywa istotną rolę w regulacji ekspresji genów, wpływając zarówno na aktywację, jak i represję transkrypcji. Oprócz zdolności do wiązania DNA, YY1 wykazuje także możliwość oddziaływania z RNA, która może mieć kluczowe znaczenie w jego funkcjonowaniu, w tym w procesach takich jak embriogeneza, regulacja cyklu komórkowego oraz rozwój nowotworów.Główne cele pracy obejmują: (1) uzyskanie pełnej długości białka YY1 oraz jego domeny wiążącej DNA (DBD) poprzez produkcję białek w bakteryjnym systemie ekspresji i ich oczyszczanie metodami chromatograficznymi; (2) określenie aktywności białek względem ich oddziaływań z DNA; (3) badanie przesiewowe powinowactwa oligonukleotydów RNA o różnej sekwencji do YY1 i DBD; oraz (4) opracowanie metod przygotowanie kwadrupleksów RNA i analiza ich struktury, stabilności w różnych buforach, a także sprawdzenie ich oddziaływania z YY1 i DBD.W pracy wykorzystano różnorodne techniki biochemiczne i spektroskopowe, w tym techniki chromatograficzne, pomiary anizotropii fluorescencji stosowane do oceny powinowactwa białek do RNA, oraz spektroskopię dichroizmu kołowego do analizy struktur drugorzędowych kwadrupleksów RNA.Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że obecność struktur drugorzędowych RNA ma wpływ na powinowactwo wiązania z białkiem YY1 i jego domeny DBD. Dla RNA tworzących strukturę spinki zaobserwowano znacznie większe powinowactwo do YY1 i DBD. Nie udało się potwierdzić wysokiego powinowactwa YY1 ani DBD do RNA o strukturze G4. Stwierdzono także, że pełnej długości białko YY1 oddziałuje z RNA z mniejszym powinowactwem niż jego domena DBD, co może wynikać z obecności dodatkowych segmentów w białku, które ograniczają te interakcje.Przeprowadzone badania poszerzają wiedzę na temat funkcji YY1 w kontekście oddziaływań z RNA i mogą mieć znaczenie w zrozumieniu jego roli w regulacji genów oraz w mechanizmach związanych z rozwojem nowotworów. Praca wskazuje na możliwe znaczenie struktur drugorzędowych RNA w regulacji aktywności białek transkrypcyjnych i otwiera nowe możliwości badawcze w dziedzinie biofizyki molekularnej oraz biologii komórkowej.

Yin Yang 1 (YY1) protein is a transcription factor that plays a crucial role in gene expression regulation, influencing both the activation and repression of transcription. In addition to its ability to bind DNA, YY1 also exhibits the capability to interact with RNA, which may be key to understanding its function in eukaryotic cells, including processes such as embryogenesis, cell cycle regulation, and cancer development.The main objectives of the study include: (1) obtaining the full-length YY1 protein and its DNA-binding domain (DBD) through protein production in a bacterial expression system and purification using chromatographic methods; (2) determining the activity of these proteins in relation to their interactions with DNA; (3) screening the affinity of RNA oligonucleotides with different sequences for YY1 and DBD; and (4) developing methods for preparing RNA quadruplexes and analyzing their structure, stability in different buffers, and interactions with YY1 and DBD.The study utilized a variety of biochemical and spectroscopic techniques, including chromatographic methods, fluorescence anisotropy spectroscopy to assess protein affinity for RNA, and circular dichroism spectroscopy to analyze the secondary structures of RNA quadruplexes.Based on the obtained results, it was found that the presence of RNA secondary structures affects the binding affinity to the YY1 protein and its DBD domain. RNA forming hairpin structures exhibited significantly higher affinity for YY1 and DBD. High affinity of YY1 or DBD to RNA with a G4 structure could not be confirmed. It was also found that the full-length YY1 protein interacts with RNA with lower affinity than its DBD domain, which may be due to the presence of additional segments in the full-length protein that restrict these interactions.The conducted studies expand the knowledge about YY1's function in the context of its interactions with RNA and may be significant in understanding its role in gene regulation and cancer-related mechanisms. The work highlights the potential importance of RNA secondary structures in regulating transcription factor activity and opens new research avenues in the field of molecular biophysics and cell biology.