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SUN and Lamin B proteins contribute to heterochromatin maintenance at the nuclear periphery
Michael Szalay
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Oliver Bell
DOI
10.25365/thesis.55255
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21480.63648.390162-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das menschliche Genom besteht zu 80% aus inaktivem Heterochromatin und nur 20% aktivem Euchromatin. Die epigenetischen Merkmale von Heterochromatin und Euchromatin sind durch unterschiedliche Modifikationen definiert. Diese Merkmale müssen nach der Zellteilung wiederhergestellt werden. Mit Ausnahme der DNA-Methylierung sind die Mechanismen die zur Rekapitulierung der parentalen Chromatinstruktur erforderlich sind weitgehend undefiniert. Es ist seit über 50 Jahren bekannt, dass Heterochromatin in engem Kontakt mit der Zellkernlamina ist. Mechanismen und regulatorische Prinzipien des peripheren Heterochromatins sind jedoch weitgehend unbekannt.
Das Ziel dieser Arbeit ist es Mechanismen von Heterochromatin an der Kernmembran aufzuklären. Wir untersuchten Lamin B- und SUN-Proteine auf ihren Einfluss bei der Rekapitulierung parentaler Chromatinstrukturen. Zu diesem Zweck verwendeten wir einen Chromatin-In-vivo-Test, mit dem wir ein Reportergen künstlich inaktivieren konnten. Wir haben mit der CRISPR-Cas9 Methode Knock-out und mutierte Zelllinien generiert. Danach charakterisierten wir diese Zelllinien in unserem Reporter-Assay. Unsere Ergebnisse zeigten, dass ein Knock-out von LMNB2 Proteinen das Reportergen nicht reaktivieren konnte. Andererseits haben wir eine signifikante Zunahme an reaktivierenden Zellen in einer mutierten Zelllinie von LMNB1 beobachten können. Des Weiteren zeigen wir, dass SUN2 die epigenetische Vererbung von Heterochromatin beeinflussen kann. Unsere Daten bestätigen, dass die Kernperipherie die Heterochromatin-etablierung nach der Zellteilung beeinflussen kann. Zukünftige Forschungsarbeiten werden unser Verständnis von Heterochromatin-etablierung in mechanistischen und molekularen Details erweitern.
Abstract
(Englisch)
The majority of the human genome contains transcriptionally inactive heterochromatin and only 20% actively transcribed euchromatin. The epigenetic landscape of heterochromatin and euchromatin is different and marked by defined modifications. In order to promote heritable transmission of gene expression states, epigenetic modifications have to be faithfully restored after cell division. Except for DNA methylation, the mechanisms involved in recapitulating the parental chromatin structure are ill-defined. It is known for over 50 years that heterochromatin is in close contact with the nuclear lamina. Yet, genome-wide mechanisms and the regulatory principles underlying peripheral heterochromatin are largely unknown.
The aim of this thesis is to elucidate these mechanisms of heterochromatin maintenance at the nuclear lamina. We investigated the contributions of lamin and SUN proteins in the maintenance of heterochromatin. For that, we are using a Chromatin in vivo Assay which allows us to artificial silence a reporter gene. We generated loss-of-function and truncated mutant cell lines, via CRISPR-Cas9. We systematically characterized LMNB and SUN2 cell lines in our reporter assay. This revealed that a loss-of-function LMNB2 mutant was unable to reactivate the reporter gene. Additionally, we obtained a significant increase of reactivating cells in a truncated mutant cell line of LMNB1. Surprisingly, we demonstrate for the first time that SUN2 specifically contributes to an epigenetic inheritance of heterochromatin. In summary, these data support evidence that the nuclear periphery influences heterochromatin maintenance. This opens future perspectives to understand heterochromatin maintenance in mechanistic and molecular details.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
nuclear periphery SUN Lamin heterochromatin maintenance heterochromatin
Schlagwörter
(Deutsch)
SUN Lamin Kernperipherie Heterochromatin-Etablierung Heterochromatin
Autor*innen
Michael Szalay
Haupttitel (Englisch)
SUN and Lamin B proteins contribute to heterochromatin maintenance at the nuclear periphery
Paralleltitel (Deutsch)
SUN und Lamin B Proteine tragen zur Heterochromatin-Etablierung an der Kernperipherie bei
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
52 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Oliver Bell
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC15226945
Utheses ID
48833
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |