The role of histone H3 lysine 36 methylation in reprogramming of fibroblasts and on induced pluripotent stem cell generation
Histon H3 lizin 36 metilasyonunun yeniden programlama ve uyarılmış plüripotent kök hücre oluşumundaki rolü
- Tez No: 520753
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 208
Özet
Embriyonik kök hücreler (EKH) vücutta bulunan bütün somatik hücreleri oluşturabilme kapasitesine sahiptir. OCT4, SOX2, KLF4 ve cMYC (OSKM) transkripsiyon faktörlerinin farklılaşmış hücrelere sunulması, yeniden programlamayı uyarıp EKHbenzeri uyarılmış plüripotent kök (uPKH) hücrelerin oluşmasını sağlamaktadır. Yeniden programlama, birden çok aşamalı bir süreçtir ve her aşamasında belirli moleküler değişikliklerin gerçekleşmesi gerekmektedir. Bununla birlikte, kromatin düzenleyicilerinin, somatik hücrelerin gen ifadeleri üzerindeki etkileri ve yeniden programlamayı nasıl etkilediği konusunda birçok cevaplanmamış soru bulunmaktadır. SETD2, aktif transkripsiyon ile ilişkilendirilen Histone H3 lizin 36 (H3K36) kalıntısının tri-metilasyonundan sorumlu olduğu bilinen tek kromatin düzenleyicidir. H3K36 metilasyonunun yeniden programlama üzerindeki etkisi halen bilinmemektedir. Bu sebeple SETD2'nin insan fibroblast hücrelerinin yeniden programlanması üzerindeki rolünü, shRNA-tabanlı gen susturulması ya da gRNA-tabanlı gen çıkarılması stratejileri ile inceledik. Buna ek olarak, H3K36 metilasyonu kaybının gen ifadesi ağını nasıl etkilediğini anlamak amacı ile, OSKM-sunumu öncesi ve sonrası elde edilen SETD2 ifadesi azaltılmış hücrelere RNA dizileme analizi uyguladık. Elde ettiğimiz sonuçlara göre, SETD2 ifadesin baskılanması, genel H3K36me3 ifadesinde azalmaya yol açmakta ve bu soytür, fibroblast hücrelerinin OSKM-tabanlı yeniden programlaması arttırmaktadır. Ek olarak, SETD2 ifadesindeki baskılanma, OS-tabanlı yeniden programlama sürecinde KLF4 ve cMYC yerine geçmek için yeterlidir. SETD2 ifadesindeki azalış, yeniden programlamanın erken evrelerinde etkili iken, RNA dizileme ile de anlaşıldığı üzere, bu durum somatik gen ifadelerinin azalmasına yol açmaktadır. Bu soytür, H3K36 metilasyonunu baskın olarak engelleyen histone H3 mutantının aşırı ifadesi sonucunda da görülmektedir. Bu sebeple, SETD2'nin baskılanması sonucunda görülen H3K36me3 aktif işaretindeki azalışın, OSKM faktörlerinin fibroblast-özgü ifadeler üzerindeki baskılayıcı etkisine katkıda bulunduğunu öne sürmekteyiz. Elde ettiğimiz sonuçlar göz önüne alındığında, SETD2'nin yeniden programlama için bir engel olduğu ve ifadesindeki azalışın somatik gen ifadelerini baskılaması yolu ile yeniden programlamayı olumlu etkilediği görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Embryonic stem cells (ESCs) have the capacity to form all types of somatic cells in the body. Introduction of four transcription factors OCT4, SOX2, KLF4 and cMYC (OSKM) into somatic cells induces reprogramming to generate ESC-like cells. Reprogramming is a step-wise process which requires several molecular changes. One of these is the remodeling of global chromatin landscape of somatic cells to gain pluripotency. However, there remain many unanswered questions regarding the influence of chromatin regulators on the gene expression network of somatic cells and how they affect reprogramming. SETD2 is the only chromatin modifier responsible for generating the H3 Lysine 36 (H3K36) trimethylation, a histone mark that is associated with active transcription. The role of H3K36 methylation in reprogramming remains unknown. Therefore, we investigated the role of SETD2 in reprogramming via shRNA-mediated knock-down or gRNA-mediated knock-out strategies in human fibroblasts. We also performed RNA sequencing on SETD2-depleted cells before and after OSKM-induction to understand how loss of H3K36 methylation affects gene expression networks. Our results demonstrate that, global H3K36me3 decreases upon SETD2 depletion and this phenotype enhances OSKM-mediated reprogramming of fibroblasts. Additionally, SETD2 depletion is sufficient to replace KLF4 and cMYC in OS-mediated reprogramming. Downregulation of SETD2 is effective in the early stages of reprogramming and leads to a decrease in somatic specific gene expression levels. This phenotype is also observed upon overexpression of a histone H3 mutant that dominantly blocks H3K36 methylation. We suggest that reduction of H3K36me3 active marks upon SETD2 depletion contributes to OSKM-mediated suppression of fibroblast specific genes. Taken together these results indicate that SETD2 is a roadblock for reprogramming and reduction of its expression has a positive effect on reprogramming through suppression of somatic specific genes.
Benzer Tezler
- Identification of MRG15 (MORFL1) as a barrier to somatic cell reprogramming
Somatik hücre yeniden programlamaya engel olarak MRG15 (MORFL1) tanımlanması
ELİFSU KARTAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiHücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Böbrek kanserinde VHL, PBRM1 VE SETD2 genleri tanıya uygun belirteçmidir? moleküler yöntemlerle araştırılması
Are VHL, PBRM1 and SETD2 genes distinctive diagnostic markers for kidney cancer? a molecular investigation
ROZHGAR ABDULLAH MOHAMMED
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
GenetikGaziantep ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MEHRİ İĞCİ
- Histon 3 metillenmesinin yeniden programlanmadaki etkisinin incelenmesi
The analysis of histone 3 methylation effects on reprogramming
AYYUB EBRAHİMİ
Doktora
Türkçe
2016
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞULE ARI
DOÇ. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Determining the effects of DOT1L interacting proteins on cellular reprogramming
DOT1L ile etkileşen proteinlerin hücrenin yeniden programlama tekniğine etkilerinin belirlenmesi
DENİZ UĞURLU ÇİMEN
Doktora
İngilizce
2018
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER
- A study on the localization of alternative MEFV transcripts in neutrophil-like cells
MEFV alternatif transkriptlerinin nötrofil benzeri hücrelerde lokalizasyon çalışması
ŞULE ERDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Genetikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA TAHİR TURANLI