Detailansicht

The impact of Airn lncRNA expression on enhancer-promoter interactions

Markus Muckenhuber

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Zentrum für Molekulare Biologie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Molekulare Biologie

Betreuer*in

Christian Seiser

Volltext herunterladen
Volltext in Browser öffnen

DOI

10.25365/thesis.35393

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29129.79893.953260-0

Link zu u:search

(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Ein kleiner Teil von Säugetiergenen wird, abhängig vom elterlichen Ursprung, transkribiert und dieses epigenetische Phänomen wird genomische Prägung genannt. Solche Gene findet man oft in Cluster und in Verbindung mit langen nicht-kodierenden RNS (lnkRNS). Die Genestilllegung von diesen Clustern wird kontrolliert von Methylierungen an einem einzigen geprägten Kontrollelement (ICE), welches oft als Promoter für eine lnkRNS dient. Im Igf2r Genecluster von Mäusen wird die makro lnkRNS ausschließlich vom väterlichen Allele hergestellt und die Überlappung mit den protein-kodierenden Genes Igf2r führet zu dessen Stilllegung durch Störung der Transkription. Das mütterlichen ICE ist methyliert und verhindert so die Herstellung von Airn was stattdessen zur Produktion von Igf2r führet. Igf2r zeigt dieses Herstellungsmuster in fast allen Geweben, während zwei andere Gene in diesem Cluster, Slc22a2 und Slc22a3, nur in extra-embryonal Geweben diese Airn-abhängige geprägte Expression vorweisen. Der genau Mechanismus, wie diese nicht von Airn überlappten Genen reguliert werden, ist unbekannt. In unsere Arbeitsgruppe wurde ein Model erarbeitet, welche die väterliche Stilllegung von Slc22a2/a3 durch das Blockieren von gewebsspezifischen Verstärkerelementen (Enhancer) durch die Transkription von Airn vorschlägt. Diese Hypothese wird unterstützt von frühere Chromosome Conformation Capture (3C) und ChiP-Seq Experimente mit Airn-Mutanten. Mein Beitrag zu diesem Teil des Projekts war die Überprüfung dieser früheren Ergebnisse mit 3C Proben einer verkürzten Version von Airn um zu analysieren welche Auswirkungen Airn Transkription auf diese Verstärker-Promoter Interaktionen hat. Ich konnte eine Zunahme von Interaktionen in der Abwesenheit von Airn zeigen, was die früheren Ergebnisse unterstützt. Um diese Hypothese weiter zu teste, wurden Deletionen und Duplikationen vom Airn-Gene in Mäusen mit Chromosom Engineering hergestellt. So wurden eine 28kb Deletion/Duplikation des ersten Drittels vom Airn-Gene und zusätzlich eine 270kb Deletion/Duplikation, welche den gesamten 118kb Genekörper von Airn beinhaltet, hergestellt. Ich war verantwortlich für die Entwicklung von Southern Blot und PCR Assays für die Identifizierung der neuen Allele. Diese neune Allele ermöglich uns eine tieferen Einblick in den Mechanismus dieser gewebsspezifischen geprägten Stilllegung von unseren Zielgenen durch die Airn Transkription zu erlangen.

Abstract

(Englisch)

A small subset of mammalian genes is transcribed in a parent-of-origin specific manner and this epigenetic phenomenon is called genomic imprinting. These genes are often found clustered and in association with long noncoding RNAs (lncRNA). Imprinted gene silencing of a gene cluster is controlled by methylation of a single imprint control element (ICE), which is often a promoter for a lncRNA that initiates gene silencing. In the well-characterized Igf2r imprinted cluster the macro lncRNA Airn is exclusively expressed from the paternal allele, overlaps and silences the protein-coding gene Igf2r in cis via transcription interference. On the maternal allele the methylation of the ICE inhibits the transcription of Airn and consequently Igf2r is expressed. Igf2r shows this expression pattern in nearly all tissues whereas two other genes, Slc22a2/a3, show imprinted expression restricted to extra-embryonic tissues. The macro lncRNA Airn does not overlap these upstream lying genes and the exact mechanism, how this silencing process is controlled remains unclear. In the lab a model was proposed that Slc22a2/a3 are silenced on the paternal allele by Airn transcription blocking tissue specific enhancers. Previous chromosome conformation capture (3C) and ChIP-seq experiments using Airn mutants support this hypothesis. My contribution to this part of the project was to validate these previous findings with 3C samples of Airn truncation samples and to analyze the effects of Airn transcription on enhancer-promoter interactions. I was able to detect a gain of interaction in the absence of Airn, which confirms that this lncRNA effects the chromosomal conformation in this region. To further test the enhancer-promoter interference model large deletions and duplications of the Airn gene in mice using chromosome engineering were created. Using this approach we generated a 28kb deletion/duplication of the first third of the Airn gene, and a 270kb deletion/duplication that includes the entire 118kb Airn gene. I designed new Southern blot and PCR assays to screen for these new alleles. As part of this, I was also involved in the maintenance and breeding strategy of this approach. At the moment we have all four strains maintained. In summary, chromosome engineering resulting in deletion or duplication of regions of the Airn gene and putative enhancer regions should give insights into the tissue specific mechanism of imprinted silencing by this lncRNA.

Autor*innen

Markus Muckenhuber

Haupttitel (Englisch)

The impact of Airn lncRNA expression on enhancer-promoter interactions

Paralleltitel (Deutsch)

Der Einfluss von Airn lnkRNS Expression auf Enhancer-Promotor Interaktionen

Publikationsjahr

2015

Umfangsangabe

136 S. : graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*innen

Denise Barlow ,

Quanah Hudson

Klassifikationen

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,

42 Biologie > 42.84 Mammalia

AC Nummer

AC12226677

Utheses ID

31366

Studienkennzahl

UA | 066 | 834 | |

Detailansicht

Abstracts

Schlagwörter