Detailansicht
Transcriptional regulation by mediator-associated kinases CDK8 and CDK19
Fabian Thurner
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Mikrobiologie, Mikrobielle Ökologie und Immunbiologie
Betreuer*in
Pavel Kovarik
DOI
10.25365/thesis.65062
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15931.56076.610279-0
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Genexpression in der Immunantwort ist ein hochkomplexer Prozess, der auf verschiedenen Ebenen beeinflusst werden kann. Trotz umfangreicher Studien in den letzten Jahrzehnten sind viele Mechanismen nach wie vor ungeklärt. Die Kinasen CDK8 und CDK19 können reversibel mit dem Mediator-Komplex assoziieren und wurden kürzlich als wichtiger Bestandteil der Transkriptionsmaschinerie identifiziert. CDK8 ist in der Lage, die Transkription durch eine Vielzahl von Mechanismen zu beeinflussen. Aktuelle Forschungsarbeiten unseres Labors haben die Rolle von CDK8 und seinem Paralog CDK19 in der IFN-γ Immunantwort beschrieben. Da beide jedoch eine große Teilmenge von Genen entweder hoch- oder herunterregulieren, bleiben die genauen Wirkungsmechanismen im Dunkeln. In dieser Studie wird der Effekt der CDK8-mediierten Phosphorylierung S727 von STAT1 in murinen embryonalen Fibroblasten bestätigt. Darüber hinaus zeigen wir, dass bei der Hemmung der Mediator-Kinase-Funktion die Expression der IFN-γ-induzierten Gene Irf1 und Gbp2 herunterreguliert wird. Der Knock-Out von CDK8 zeigte keinen Einfluss auf die Expression ebengenannter Gene.
Im Zuge dieser Studie wurde ChIP in unserem In-vitro-System etabliert. Wir konnten zeigen, dass bei Inhibition der Mediator-Kinasen pS5 Pol II im Genkörper hochreguliert wird. Unsere Daten deuten darauf hin, dass Mediator-Kinasen ohne ihre enzymatischen Eigenschaften zu einem Ungleichgewicht während der Transkription und folglich zu niedrigeren Expressionsleveln von Genen wie Irf1 und Gbp2 führen. Zukünftige Arbeiten sollen unser experimentelles System nutzen um die Rolle von CDK8 und CDK19 weiter zu entschlüsseln. Des Weiteren sollte so bald wie möglich ein ChIP-Seq Experiment innerhalb unseres Systems durchgeführt werden. Dies würde ein tieferes Verständnis über Mediator-Kinasen zulassen und daher Möglichkeiten eröffnen, diese in der nahen Zukunft als Ziele in der Krebsbehandlung einzusetzen.
Abstract
(Englisch)
Gene expression in immune responses is a highly complex and well-orchestrated process. An altered regulation of gene transcription may lead to disease. Despite extensive studies over the last decades, transcription regulation remains incompletely understood. In particular, mechanisms that quantitively regulate the transcriptional output remain underexplored.
The kinases CDK8 and CDK19 can reversibly associate with the versatile Mediator complex, a key component of the transcription machinery, and were lately revealed as key regulators in transcriptional regulation. The effects of CDK8 are broad and range from changes in chromatin to phosphorylation of transcription factors such as STAT1. Recent research of our lab disambiguated the roles of CDK8 and its paralog CDK19 in IFN-γ-driven immune responses. Both kinases were regulating the quantity of transcription of IFN-γ target genes. However, as both of them either up or downregulate a large subset of genes, the exact mechanisms underlying the effects of CDK8 and CDK19 remain elusive.
In this study we confirmed that CDK8 is the key driver of IFN-γ-induced phosphorylation of STAT1 at S727 in MEFs. We further confirmed that pharmacological inhibition of the mediator kinase function results in lower induction of the IFN-γ target genes Irf1 and Gbp2.
A flexible cell-based system combining mediator kinase inhibition with an inducible CDK8 knockout was optimized for ChIP experiments. Subsequently, ChIP experiments probing the occupancy of STAT1, total RNA polymerase II (Pol II), Ser 2-phosphorylated (pS2) Pol II and Ser 5-phosphorylated (pS5) Pol II were conducted. Our data suggests that mediator kinase activity regulates pS5 Pol II abundance in the gene body of the IFN-γ target gene Irf1 and Pol II abundance at GAS of Gbp2. Future work employing ChIP-Seq experiments will provide a broader and more detailed understanding of the role of the mediator kinases in IFN-γ-regulated transcription.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
CDK8 CDK19 Mediator complex Transcription
Schlagwörter
(Deutsch)
CDK8 CDK19 Medaitorkomplex Transkription
Autor*innen
Fabian Thurner
Haupttitel (Englisch)
Transcriptional regulation by mediator-associated kinases CDK8 and CDK19
Paralleltitel (Deutsch)
Transkriptionsregulation von CDK8 und CDK19
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
75 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Pavel Kovarik
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie
AC Nummer
AC16114977
Utheses ID
55936
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |