Úloha SATB2 proteinu během embryogeneze

Bc. Kristýna Peléšková

Bachelor's thesis

The role of SATB2 protein in embryogenesis

Abstract:

Protein SATB2 je transkripční faktor působící v jádru buňky. Stejně jako jeho homolog SATB1 mění strukturu chromatinu, díky které reguluje expresi genů. Tyto geny sehrávají důležitou úlohu ve vývoji kosterní a nervové soustavy. Mutace v SATB2 způsobuje závažné vývojové abnormality právě v kosterní a nervové soustavě u člověka. Mezi onemocnění asociované se SATB2 patří Glass syndrom, izolovaný rozštěp patra a deleční syndromy. Glass syndrom neboli SATB2 asociovaný syndrom je vzácné onemocnění typické závažnými vývojovými opožděními a deformacemi v obličejových strukturách. Nádorová onemocnění kolorekta, kostí a hrtanu jsou také spojována s proteinem SATB2, což staví tento protein do pozice potencionálního diagnostického či prognostického markeru. SATB2 pravděpodobně hraje i důležitou roli v diseminaci nádoru pomocí metastáz a to prostřednictvím epitelově-mezenchymové transformace. Další možné využití SATB2 se objevuje v regenerativní medicíně pro urychlení tvorby nové kostní hmoty. V současné době pro výzkum SATB2 funkce existuje několik modelových organismů s úplnou nebo částečnou ztrátou funkce SATB2. Myší model s úplnou ztrátou v SATB2 trpí obdobnou vývojovou retardací jako lidští pacienti s Glass syndromem. Jedinci s jednou funkční kopií SATB2 vykazují velmi variabilní a dosud málo popsaný fenotyp. Další výzkum těchto myších modelů bude v budoucnu klíčový, neboť lidé s Glass syndromem mají obdobně jednu funkční kopii. Myší model s podmíněným vyřazením genu Satb2 vykazoval mentální retardaci a měl obdobný psychologický profil jako pacienti s Glass syndromem. Navíc byla úloha SATB2 studována i na zebřičkách, které měly zvýšenou expresi SATB2 nebo byly deficientní v SATB2. Zebřičky vykazovaly obdobné skeletární deformace, jaké byly nalezeny i u dříve popsaného myšího modelu. Využití těchto modelů nám umožní nejen lépe popsat mechanismy vedoucí ke vzniku SATB2 asociovaných onemocnění, ale i přispět k jejich rychlé diagnóze či testování nových terapeutických přístupů.

Abstract:

SATB2 protein serves as a transcription factor in cell nucleus. Similar to its homologue SATB1, SATB2 modifies chromatin structure and thus regulates gene expression. Genes regulated by SATB2 play an important role in development of bones and nervous system. Mutation in SATB2 causes developmental anomalies in bones and nervous system in human patients. SATB2 associated disorders comprise Glass syndrome, isolated cleft palate and deletion syndromes. Glass syndrome, also known as SATB2-associated syndrome is a rare disorder characterized by developmental delay and facial structures deformities. Colorectal, bone and laryngeal cancers has been also associated with SATB2 protein, therefore this protein exhibits a potential to become diagnostic and prognostic marker. SATB2 may play an important role in cancer dissemination by formation of metastases through affecting the epithelial-mesenchymal transition. There is potential to use SATB2 in regenerative medicine for bone production enhancement. Recently, animal models are available for evaluation of SATB2 role, which exhibit either complete or partial loss of SATB2 function. Mouse model with total loss of SATB2 function has been shown to display developmental delay similar to human with Glass syndrome. Mice with one functional SATB2 allele demonstrate highly variable and so far, poorly described phenotype. Further research focused on this model will be important for humans with Glass syndrome, who also harbour from only one functional allele. Moreover, mice model with conditional SATB2 knockout is typical by mental retardation and similar psychological profile to Glass syndrome patients. In addition, SATB2 can be studied in zebrafish with either increased SATB2 expression or deficiency in SATB2. These zebrafish model share similar skeletal deformities with previously described mouse model. The use of these models will allow us not only to better describe the mechanisms leading to the development of SATB2-associated diseases, but also to contribute to their rapid diagnosis or testing of new therapeutic approaches.

Keywords

SATB2, embryogeneze, Glass syndrom, SAS, SATB2 asociovaný syndrom, Special AT-rich sequence binding protein 2, embryogenesis, SATB2 associated syndrome, Glass syndrome

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 23. 6. 2023
• Supervisor: doc. RNDr. Marcela Buchtová, Ph.D.
• Reader: Mgr. Petra Kompaníková

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Experimental and Molecular Biology / Experimental Animal Biology and Immunology