Epigenetika myších embryonálních kmenových buněk v průběhu neurální diferenciace

Bc. Martina Nemčeková

Master's thesis

Epigenetics of mouse embryonic stem cells during neural differentiation

Abstract:

Epigenetic regulation of gene expression is one of basic processes involved in a development of an organism. This mechanism affects gene activity without changes in DNA sequence. One of the main epigenetic processes are post-translational modifications of histones – basic proteins performing also a compaction of DNA molecules in an eukaryotic cell during cellular processes. Epigenetic regulation is one of essential mechanisms functioning in embryonic neurogenesis. For the purposes of studying an early development of an organism, it is possible to use pluripotent embryonic stem cells (ESCs), which are capable of in vitro differentiation into all cell types of three germ layers. In this diploma thesis, we focus on studying changes of histone modifications of undifferentiated ESCs and during neurally induced differentiation in vitro. During neural differentiation, acetylation of histone 3 at lysine 9 position (H3K9) was decreased, while H3K9 dimetylation and H3K9 trimetylation were increased. Also, H3K9 metylation of the Oct4 gene was changed.

Abstract:

Epigenetická regulácia expresie génov je jedným zo základných procesov uplatňujúcich sa pri vývoji organizmu. Tento mechanizmus ovplyvňuje aktivitu génov bez zmeny v sekvencii DNA. Jedným z hlavných epigenetických procesov sú post-translačné modifikácie histónov – bázických proteínov slúžiacich tiež ku kompaktácii molekúl DNA v jadre eukaryotickej bunky v priebehu bunkových procesov. Epigenetická regulácia patrí ku zásadným mechanizmom uplatňujúcim sa v embryonálnej neurogenéze. Ku štúdiu raného vývoju organizmu je možné použiť pluripotentné embryonálne kmeňové bunky (ESCs), ktoré sú schopné in vitro diferenciácie na všetkých typy buniek troch zárodočných vrstiev. V tejto diplomovej práci sa venujeme štúdiu zmien histónových modifikácií nediferencovaných ESCs a buniek v priebehu in vitro diferenciácie indukovanej neurálnym smerom. V priebehu neurálnej diferenciácie sa špecificky znížila acetylácia histónu 3 v pozícii lyzínu 9 (H3K9), zatiaľ čo H3K9 dimetylácia a H3K9 trimetylácia sa zvýšili. Zároveň došlo ku zmene H3K9 metylácie génu Oct4.

Keywords

epigenetika, histónové modifikácie, H3K9ac, H3K9me2, H3K9me3, embryonálne kmeňové bunky, neurálna diferenciácia, epigenetics, histone modifications, embryonic stem cells, neural differentiation

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2016
• Supervisor: Mgr. Jana Krejčí, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology