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Generation of conditional alleles for the analysis of Ikaros and Aiolos function

Karina Schindler

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Meinrad Busslinger

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DOI

10.25365/thesis.29048

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29270.38313.643770-2

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Immunzellen entstehen aus hämatopoetischen Stammzellen (HSC). Für die korrekte Entwicklung der Blutzellen und Immunzellen spielen eine Reihe von Faktoren eine Rolle. Zwei Transkriptionsfaktoren, die vor allem für die Differenzierung von B Lymphozyten aus hämatopoetischen Stammzellen entscheidend sind, sind Ikaros (Ikzf1) und Aiolos (Ikzf3). Bisherige Studien zeigten, dass beide Transkriptionsfaktoren für die Entwicklung von Lymphozyten, vor allem von B Zellen, essentiell sind. In Knockout-Experimenten wurde gezeigt, dass die Abwesenheit einer der beiden Transkriptionsfaktoren wesentliche Einflüsse auf die Produktion von B Zellen hat. Ikzf1 Knockouts führten schon in einem frühen Entwicklungsstadium zu einer vollständigen Blockade der weiteren B Zell-Differenzierung. Ikzf3-defiziente Mäuse zeigten aberrante B Zell-Entwicklung, begleitet von einer Hyperaktivierung der reifen B Zellen. Im Laufe meiner Masterarbeit habe ich zwei konditionelle Allele entwickelt. Das erste Allel enthielt die Ikzf1 cDNA, reguliert von einem starken Promoter im Rosa26 Genlocus von embryonalen Stammzellen (ES Zellen) der Maus. Für das Allel positive ES Zellklone wurden in Maus-Blastozysten injiziert um chimäre Mäuse zu erschaffen, die das konditionelle Ikzf1 Allel tragen. Ikzf1 Überexpression kann in den Mäusen erzielt werden, indem die dem Ikzf1 Minigen vorangeschaltete gefloxte Stopkassette durch die Cre Rekombinase deletiert wird. Weiters wurde ein Allel entworfen, bei dem das letzte Exon des Ikzf3 Gens (Exon 8) von LoxP Stellen begrenzt wurde. Für das gefloxte Ikzf3 Allel positive ES Zellen werden in Maus-Blastozysten injiziert. Die Expression der Cre Rekombinase führt dann zur Deletion des letzten Ikzf3 Exons und zur Translation eines nichtfunktionellen Aiolos Proteins. Zukünftige Pläne sind, die chimären Mäuse mit Mäusen zu kreuzen, die konditionell die Cre Rekombinase exprimieren, und dadurch zu einer konditionellen Ikzf1 Überexpression bzw. Ikzf3 Deletion führen. Die Analyse der Mäuse wird Aufschluss über die Funktionen von Ikaros und Aiolos in den verschiedenen Entwicklungsstadien von B Lymphozyten geben.

Abstract

(Englisch)

During hematopoiesis, blood and immune cells are generated from hematopoietic stem cells (HSC). A network of transcription factors regulates the differentiation pathway of HSCs towards the several blood cell lineages. Two important regulatory factors for B lymphocyte development are Ikaros (Ikzf1) and Aiolos (Ikzf3). Previous studies showed that the transcription factors Ikaros and Aiolos are critical for the development of cells of the lymphoid lineage, especially for B cell lymphopoiesis. Studies have been conducted, knocking out Ikzf1 or Ikzf3. These experiments led to the conclusion that both transcription factors were essential for the proper development of B cells, as Ikzf1 null mutants showed a complete block of B cell development, while Ikzf3 knockouts led to aberrant B cell development and hyperproliferation of mature B cells. To analyze the role of the two transcription factors in different stages of B cell development, conditional alleles for the induction of Ikzf1 overexpression on the one hand, and conditional Ikzf3 deletion on the other hand, are of great essence. In my master thesis, I have generated an allele containing the Ikzf1 cDNA under the control of a strong promoter within the Rosa26 locus of mouse embryonic stem (ES) cells. Successfully targeted ES cells were injected into mouse blastocysts to create chimeric mice carrying the conditional Ikzf1 overexpression allele. Hence, Ikzf1 overexpression can be achieved in mice upon Cre-mediated deletion of the upstream located floxed stop cassette. Further, a conditional Ikzf3 allele was designed, in which the last exon of the Ikzf3 gene was flanked by loxP sites. Successfully targeted ES cells are to be injected into mouse blastocysts. The expression of Cre recombinase in mice carrying the conditional Ikzf3 allele will result in the expression of a non-functional Aiolos protein. The future aims of the projects will be the analysis of the impact of Ikzf1 overexpression and Ikzf3 deletion on murine B cell development. For this purpose, the chimeric mice will be bred to different C57BL/6J Cre lines to induce the expression of the conditional alleles. Resulting mice will express the Cre recombinase in different stages of lymphopoiesis, leading to the overexpression of Ikzf1 or the deletion of Ikzf3 in different stages of B cell development. It will be important to provoke Ikzf1 overexpression and Ikzf3 deletion in early lymphoid progenitors, in pro B cells as well as in mature B cells to reveal the impacts of the two hematopoietic transcription factors in the entire B cell lineage.

Autor*innen

Karina Schindler

Haupttitel (Englisch)

Generation of conditional alleles for the analysis of Ikaros and Aiolos function

Paralleltitel (Deutsch)

Entwicklung konditioneller Allele zur Analyse der Funktionen von Ikaros und Aiolos

Publikationsjahr

2013

Umfangsangabe

75 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Meinrad Busslinger

Klassifikationen

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,

42 Biologie > 42.20 Genetik

AC Nummer

AC11639770

Utheses ID

25926

Studienkennzahl

UA | 066 | 877 | |

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Schlagwörter