Detailansicht
Conservation and divergence of enhancer function across five Drosophila species
Daniel Spies
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Alexander Stark
DOI
10.25365/thesis.33438
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30478.55072.815765-4
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit untersucht die Konservierung und Evolution von Enhancern indem ich Daten von STARR-seq Screens von fünf Drosophila Spezien, namentlich D.melanogaster, D.yakuba, D.ananassae, D.pseudoobscura und D.wilistoni analysiert habe. Alle Screens wurden in D.melanogaster Schneider 2 (S2) Zellen durchgeführt, und habe daher eine fixe trans-Umgebung etabliert. Damit wurde sichergestellt, dass alle Unterschiede in Enhancer Aktivität auf cis-regulatorische Effekte zurückgeführt werden können, und somit einen Vergleich von aktiven regulatorischen Elementen der verschiedenen Spezies in Hinsicht auf Konservierung und Evolution erlauben.Im Rahmen dieser Studie fanden wir:
1) Enhancer Konservierung folgt einer molekularen Uhr. Der Anteil an sequenzierten Fragmenten die in D.melanogaster Koordinaten übersetzt werden konnten, sowie die Anzahl an Enhancern die identifiziert und weiters ebenfalls in D.melanogaster vorzufinden sind nehmen mit zunehmender evolutionärer Distanz ab.
2) Unterschiede in Sequenzidentität zwischen konservierten und nicht konservierten Enhancern sind minimal, betrachtet man jedoch nur die Sequenzen der enthaltenen TF-Motive verdoppelt sich die Konservierung der Sequenz. Daher schließen wir darauf dass Motive anstatt der ganzen Enhancer Sequenz unter selektiven Druck stehen.
3) TF-Motive sind positions-konserviert, werden jedoch bei Verlust durch ähnliche Motive kompensiert um die Enhancer Funktion zu erhalten.
4) In nur 10 Millionen Jahren können durch neutrale Mutationen neue Enhancer entstehen und somit zu neuen Regulationen und Phänotypen führen. Der Verlust von Enhancers scheint jedoch unter strengerer Selektion zu sein da diese weit weniger oft über den selben Zeitraum verloren gehen um regulatorische Funktionen aufrecht zu erhalten.
Abstract
(Englisch)
This thesis assesses the conservation and evolution of enhancers by analyzing data of STARR-seq screens across five Drosophila species, namely D.melanogaster, D.yakuba, D.ananassae, D.pseudoobscura and D.wilistoni. All screens were performed in D.melanogaster Schneider 2 (S2) cells, to ensure a fixed trans- environment, so that all differences in enhancer activity could be contributed to differences of cis regulatory effects. This enabled screening for conserved enhancers by comparing functional active regulatory elements of different species.1) Enhancer conservation follows a molecular clock, as the fraction of D.melanogaster enhancers conserved in the other four species decreases according to evolutionary distance in a linear manner.
2) Differences in sequence identity of conserved and non-conserved enhancers are marginal but increase when only taking transcription factor binding sites into account. Therefore, motifs rather than the entire enhancer sequences are under selection.
3) Transcription factor motifs are often positionally conserved within orthologous enhancer sequences. However, loss of a motif can be compensated by the occurrence of the same or similar motifs at a non-orthologous position in an orthologous enhancer sequence in order to maintain function and the amount of motifs.
4) New enhancers can arise within only 10 million years due to „neutral“ sequence changes and therefore lead to new regulatory networks and phenotypes, whereas enhancer losses are under stronger selection and are less likely to occur.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
conservation divergence enhancer evolution phylogenie drosophila STARR-seq
Schlagwörter
(Deutsch)
Konservierung Divergenz Enhancer Evolution Phyologenie Drosophila STARR-seq
Autor*innen
Daniel Spies
Haupttitel (Englisch)
Conservation and divergence of enhancer function across five Drosophila species
Paralleltitel (Deutsch)
Konservierung und Divergenz der Enhancer Funktion anhand fünf Drosophila Spezien
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
42 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Alexander Stark
AC Nummer
AC12033010
Utheses ID
29704
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |