Bachelor's Thesis

Senescence in the context of nucleic acids and their interaction partners

Final Thesis 2.09 MB

Author of thesis: Bc. Marcela Hagarová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.

Reviewer: Ing. Paula Večeríková

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on the modulation of cellular senescence by G-quadruplex (G4)
structures and their ligands. Cellular senescence represents a permanent arrest of the cell cycle,
accompanied by phenotypic changes resulting from various stress stimuli, such as DNA
damage, oxidative stress, or telomere shortening. G4s are non-canonical nucleic acid structures
that form in guanine-rich regions of DNA and can influence the regulation of cellular processes,
thereby affecting the entry of cells into senescence. In the experimental part, the affinity of G4
ligands NMM and TMPyP4 for selected oligonucleotides (hTel and c-Myc) was first evaluated
using a fluorescence ThT competition assay. Subsequently, the effect of these ligands
(NMM and TMPyP4) on the viability of HDF cells was analysed using the MTT assay in order
to determine concentrations that induce senescence without triggering significant apoptosis.
In the final part, the effect of doxorubicin in combination with G4 ligands on the induction of
senescence in HDF cells was investigated. The results suggest that G4 ligands can modulate the
senescence response of cells exposed to genotoxic stress, with the effect depending on the type
of ligand and experimental conditions.

Keywords:

cellular senescence, G-quadruplex, G4 ligands

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce. 2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci. 3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři. Diskuse: doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. Při nahrazování thioflavinu jiným ligandem je rovnováha nebo je tam vyšší afinita? Dochází k nahrazení 1:1? Nedochází ke zhášení thioflavinu ligandem? Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Physical and Applied Chemistry

Study programme

Chemistry for Medical Application (BPCP_CHMA)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.

Bakalářská práce Marcely Hagarové vykazuje velmi nízkou míru podobnosti (1,6 %), což dokládá samostatný přístup studentky a korektní práci s literárními zdroji. Práce je zaměřena na studium vlivu G kvadruplexových struktur a jejich ligandů na buněčnou senescenci a vhodně kombinuje teoretický přehled s experimentální částí zahrnující fluorescenční testy, MTT assay a buněčné experimenty. Studentka prokázala schopnost orientace v poměrně komplexní problematice buněčné senescence i práce s biologickými metodami. Výsledky naznačují, že G4 ligandy mohou modulovat odpověď buněk na genotoxický stres a jejich efekt je závislý na typu ligandu a délce expozice.  Z hlediska zpracování je práce přehledná, avšak diskuse výsledků by mohla být místy hlubší a více konfrontovaná s literaturou. Celkově práce splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci a doporučuji ji k obhajobě a navrhuji hodnocení výborně (A).
Evaluation criteria Grade
Quality of the Results B
Interpretation and Discussion of the Results B
Conclusions and Their Formulation A
Use of Consultations during the Preparation of the Thesis B
Overall Approach to the Assigned Tasks A
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Study and Processing of the Literature A
Use of Knowledge Gained from the Literature A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Paula Večeríková

Predložená bakalárska práca predstavuje odborne spracovanú záverečnú prácu zameranú na problematiku bunkovej senescencie, G-kvadruplexových štruktúr a ich ligandov. Predložená práca spĺňa stanovené ciele zadania.

Teoretická časť poskytuje prehľad problematiky bunkovej senescencie, jej biologického významu, molekulárnych mechanizmov a vzťahu ku G-kvadruplexovým štruktúram.
Experimentálna časť je založená na štúdiu interakcie ligandov NMM a TMPyP4 s G4 štruktúrami pomocou ThT kopetičného testu, hodnotení cytotoxicity ligandov prostredníctvom MTT testu a sledovaní vplyvu na doxorubicínom indukovanú senescenciu HDF buniek. Pozitívne hodnotím najmä snahu autorky interpretovať získané výsledky v kontexte publikovaných poznatkov a diskutovať možné mechanizmy rozdielneho pôsobenia jednotlivých ligandov.

Práca je po odbornej stránke spracovaná na dobrej úrovni. Obsahuje aj niekoľko prevažne formálnych nedostatkov týkajúcich sa formátovania, chýbajúcich alebo nesprávne formátovaných odkazov na obrázky a drobných typografických nepresností. Autorka taktiež nekomentuje viaceré obrázky, predovšetkým v teoretickej časti a na mikroskopických snímkach postrádam uvedenie mierky alebo zväčšenia. Na strane 17 sa navyše nachádza odstavec bez citačnej opory. Metodická časť práce je spracovaná prehľadne a umožňuje pochopiť priebeh realizovaných experimentov. V niektorých prípadoch by však bolo vhodné podrobnejšie špecifikovať experimentálne podmienky.

Napriek uvedeným pripomienkam hodnotím predloženú bakalársku prácu veľmi pozitívne. Oceňujem najmä experiemntálnu časť realizovanú na bunkových kultúrach, ktorá je časovo náročná a vyžaduje vysokú mieru precíznosti, systematickosti a laboratórnej zručnosti. Uvedené pripomienky a otázky nevnímam ako zásadné nedostatky, ale ako predmet na bližšie objasnenie niektorých metodických aspektov práce.

Z uvedených dôvodov odporúčam prácu k obhajobe a hodnotím ju známkou A - výborne.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Logical Structure of the Thesis A
Quality of the Results B
Interpretation and Discussion of the Results B
Use of Literature and Citations A
Language Quality A
Overall Formal Quality of the Thesis A
Conclusions and Their Formulation B
Topics for thesis defence:
  1. V práci nie je uvedené, aké pasáže HDF buniek boli použité v jednotlivých experimentoch. Aký vplyv môže mať číslo pasáže na úroveň bunkovej senescencie?
  2. Ligand NMM bol pripravovaný zo zásobného roztoku DMSO. Aká bola konečná koncentrácia DMSO v kultivačnom médiu a bola do experimentov zaradená aj vehikulová kontrola obsahujúca iba DMSO? Aký význam má takáto kontrola pri interpretácii výsledkov?
  3. Na strane 32 sa nezhoduje interpretácia výsledkov v texte s údajmi uvedenými v grafoch. Môžete uviesť správnu interpretáciu výsledkov a vysvetliť výraznú smerodajnú odchýlku pri koncentrácii 0,05 uM na obrázku 13?
  4. Prečo bola v MTT teste zvolená vlnová dĺžka 580 nm, keď v teoretickej časti uvádzate štandardné meranie pri 570 nm? Môže táto zmena ovplyvniť získané výsledky?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová