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Allele-specific chromatin state in embryonic and extra-embryonic tissues
Philipp Bammer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Christian Seiser
DOI
10.25365/thesis.31951
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29583.35131.455560-6
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Genomische Prägung beschreibt ein epigenetisches Phänomen welches zu Allel-spezifischer Genexpression abhängig vom elterlichen Ursprung führt. Geprägte Gene sind oftmals geclustert und assoziiert mit einer langen nicht kodierenden RNS (lnkRNS), welche Allel-spezifische Stilllegung eines ganzen Clusters bedingt. Die Expression dieser lnkRNS ist durch unterschiedliche Methylierung einer CpG reichen DNS Sequenz auf ein Allel begrenzt. Viele geprägte Gene zeigen ein deutliches Gewebe- und Entwicklungsstadium-spezifisches geprägtes Expressionsmuster, wobei ein Teil nur in extra-embryonalen Linien geprägt exprimiert wird. Diese Arbeit ist Teil eines größeren Projekts mit dem Ziel, geprägte Expression im Zusammenhang mit unterschiedlicher Verteilung von Histon Modifikationen in pluripotenten (embryonale Stammzellen (ES Zellen), embryonalen (fetale Leber und MEFs) und extra-embryonalen (viszerales Endoderm des Dottersacks (VE)) Zelltypen zu charakterisieren wofür RNS und Chromatin-Immunpräzipitation Sequenzierung (RNS-seq und ChIP-seq) von reziproken F1 FVB/N und CAST/EiJ Maus Kreuzungen durchgeführt werden. Zusätzlich habe ich erfolgreich vorherig von Feeder-Zellen abhängige Stammzellen an 2i Medium Kultur Bedingungen adaptiert und RNS von diesen Zellen isoliert. In diesem Projekt vergleiche ich die unterschiedliche Verteilung von Histon Modifikationen zwischen embryonalen und extra-embryonalen Linien (EXEL) und ihren Zusammenhang mit Unterschieden in geprägter Expression. Dazu habe ich Antikörper getestet (H3K4me3 und H3K27ac, H3K9me2, H3K9m3 und H3K27me3) und ChIP-seq gegen aktive Histon Modifikationen in MEFs, fetaler Leber und VE durchgeführt. Diese Daten habe ich mit Hilfe eines in unserem Labor entwickelten bioinformatischen Programms untersucht und dabei hauptsächlich bereits bekannte geprägte Gene mit unterschiedlicher Anreicherung von H3K4me3 und H3K27ac an der Promoter Region des aktiven Allels identifiziert. Ich konnte zeigen, dass die 3 Zelltypen (MEFs, fetale Leber und VE) definierte Muster von geprägter Genexpression aufweisen und dadurch bestätigen dass geprägte Expression stark gewebespezifisch ist.
Abstract
(Englisch)
Genomic imprinting describes the epigenetic phenomenon that leads to parental-of-origin dependent gene expression. Imprinted genes are often clustered and associated with a long non-coding (lnc) RNA that causes parental specific silencing of the entire cluster. The expression of these lncRNAs is restricted to one allele by parental specific methylation of a CpG-rich DNA sequence called the imprint control element (ICE). Many imprinted genes exhibit a distinct tissue specific and developmental stage-specific imprinted expression pattern, with a subset of genes showing extra-embryonic lineage (EXEL) specific imprinted expression. This project is part of a larger work aiming to characterize tissue-specific imprinted expression in pluripotent (embryonic stem (ES) cells), embryonic (fetal liver and MEFs) and extra-embryonic (visceral yolk sac endoderm (VE)) cell types, using RNA and chromatin immunoprecipitation sequencing (RNA-seq and ChIP-seq) of reciprocal F1 FVB/N and CAST/EiJ mouse crosses. Contributing to this, I successfully adapted feeder-dependent ES cells to feeder-independent 2i medium culture conditions, and isolated RNA from these cells for RNA-seq. In this project I compared differential enrichment of histone modifications between embryonic and extra-embryonic tissues and their relationship to differences in imprinted expression. I validated antibodies against histone marks (H3K4me3 and H3K27ac, H3K9me2, H3K9m3 and H3K27me3) and performed ChIP-seq to identify active marks in MEFs, fetal liver and VE. Using an imprinting pipeline developed in the lab, I screened for allele-specific enrichment at promoters. My data showed that genes that display imprinted gene expression also have enrichment of H3K4me3 and H3K27ac at the promoter of the active allele relative to the silent allele. Thus I could show that ChIP-seq can be used to validate imprinted expression detected by RNA-seq. I also showed that three different tissue types (MEFs, fetal liver and VE) have distinct patterns of imprinted expression, supporting claims that imprinted expression is highly tissue-specific.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
genomic imprinting extra-embryonic tissues allele-specific chromatin state ChIP-seq
Schlagwörter
(Deutsch)
Genomische Prägung extra-embryonales Gewebe Allel-spezifischer Chromatin Status ChiP-seq
Autor*innen
Philipp Bammer
Haupttitel (Englisch)
Allele-specific chromatin state in embryonic and extra-embryonic tissues
Paralleltitel (Deutsch)
Allel-spezifischer Chromatin Status in embryonalen und extra-embryonalen Geweben
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
102 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Denise Barlow
Klassifikationen
42 Biologie > 42.20 Genetik ,
42 Biologie > 42.23 Entwicklungsbiologie
AC Nummer
AC12037434
Utheses ID
28413
Studienkennzahl
UA | 066 | 877 | |