Metadata language
Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Contributor:Dąbrowski, Michał (1969– ) : Promotor ; Charzyńska, Agata : Promotor pomocniczy
Publisher:Nencki Institute of Experimental Biology PAS
Place of publishing: Date issued/created: Description:116 stron : ilustracje ; 30 cm ; Bibliografia ; Streszczenie w języku polskim
Degree name: Degree discipline : Degree grantor:Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN ; nadanie stopnia: 28/06/2024
Type of object: Subject and Keywords:HIF1 ; HIF2 ; Hipoksja ; Modelowanie ; Śródbłonek
Abstract:
Komórkowa odpowiedź na niedotlenienie regulowana jest przez czynniki transkrypcyjne indukowane hipoksją. Czynniki te są kompleksami składającymi się z dwóch podjednostek: konstytutywnie eksprymowanej podjednostki beta oraz zależnej od stężenia tlenu podjednostki alfa, która występuje w trzech głównych izoformach: HIF1A, HIF2A oraz HIF3A, kodowanych odpowiednio przez HIF1A, EPAS1 oraz HIF3A. HIF1A odpowiada za wczesną odpowiedź na hipoksję, a HIF2A oraz HIF3A odpowiadają za adaptację do długotrwałego niedotlenienia. W warunkach homeostazy tlenowej, stężenie podjednostek alfa jest niskie, gdyż podlegają one degradacji zależnej od tlenu. W niedotlenieniu ten proces zostaje przerwany, co prowadzi do akumulacji podjednostek alfa oraz ich translokacji do jądra komórkowego, gdzie dimeryzują one z podjednostkami beta, tworząc aktywne regulacyjnie czynniki transkrypcyjne. Czynne kompleksy wiążą się do specyficznych dla hipoksji elementów regulatorowych (HRE) w promotorach genów indukowanych przez hipoksję i regulują ich transkrypcję. HIF1 i HIF2 regulują adaptację komórek śródbłonka naczyniowego do niedotlenienia, aktywując ścieżki sygnalizacji i geny odpowiadające za migrację komórek śródbłonka, ich wzrost i różnicowanie. W niniejszej rozprawie scharakteryzowałam dwa uprzednio opisywane motywy HRE dla HIF1 i HIF2, identyfikując ich wystąpienia w rejonach otwartej chromatyny w promotorach genów odpowiadających na niedotlenienie, ich związek z momentem aktywacji danego genu w niedotlenieniu, rozkład przestrzenny w promotorach genów docelowych oraz lokalizację względem zbadanych doświadczalnie miejsc wiązania HIF1 oraz HIF2. Nasze wyniki potwierdziły, że oba motywy charakteryzują się pewnym stopniem specyficzności dla HIF1 i HIF2. Zbadaliśmy wpływ wyciszenia HIF1A lub HIF2A w komórkach ludzkiego śródbłonka żyły pępowinowej na ekspresję 14 wybranych genów odpowiadających na niedotlenienie. Wśród nich zidentyfikowaliśmy geny regulowane w komórkach HUVEC przez HIF1 (ANKRD37, NARF, BNIP3, SLC2A1), przez HIF2 (ADM, ANGPTL4, C1orf21, MAGI1, PTGIS) lub przez oba z nich (EGLN3, LUCAT1, MIR210HG, BNIP3L), w punkcie czasowym gdy aktywne są zarówno HIF1, jak i HIF2. Zbadałam związek między liczbą motywów HRE w promotorach tych genów, a ich reakcją na wyciszenie każdego z tych czynników transkrypcyjnych. Wykazałam liniową zależność pomiędzy wpływem HIF1 na aktywację genów docelowych, a liczbą motywów HRE dla HIF1 w obszarach otwartej chromatyny w promotorach genów docelowych. Potwierdziłam ten wynik poprzez całogenomową analizę zawartości motywów HRE w obszarach otwartej chromatyny w komórkach HUVEC w normoksji oraz miejscach wiązania HIF1 w tych komórkach w niedotlenieniu. Dzięki temu zaproponowałam mechanizm, w którym większa liczba motywów HRE dla HIF1 zwiększa szansę na wiązanie HIF1, co przyczynia się do zwiększonej aktywacji genów docelowych dla HIF1. Wykazałam również, że wśród 232 genów zidentyfikowanych wcześniej jako odpowiadające na niedotlenienie, geny posiadające w swoich promotorach miejsce wiązania dla HIF1 zidentyfikowane metodą ChIP-seq zawierają więcej motywów dla HIF1, niż geny nieposiadające w swoich promotorach miejsc wiązania dla HIF1. Stworzyłam model opisujący regulację odpowiedzi genów docelowych na niedotlenienie oparty o równania różniczkowe zwyczajne, który zawiera zarówno HIF1, jak i HIF2. W tym modelu uzyskałam wyniki symulacji odpowiedzi systemu na dalsze obniżenie stężenia tlenu, które były zgodne z wynikami doświadczenia, z czego wnioskuję, że resztkowa aktywność PHD2 w hipoksji odgrywa istotną rolę w zmianie wiodącego czynnika transkrypcyjnego z HIF1 na HIF2. Co więcej, na podstawie symulacji uzyskałam wniosek, że dla właściwego działania badanego systemu niezbędny jest nadmiar podjednostki HIF1B. Uwzględnienie w modelu zarówno HIF1 jak i HIF2 nie poprawiło wyników przewidywania ekspresji genów docelowych regulowanych przez niedotlenienie, w porównaniu z modelem uwzględniającym jedynie HIF1.
IBD PAN, sygn. 20337 ; click here to follow the link
Language: Language of abstract: Terms of use: Copyright holder:Zgoda na udostępnienie pracy w formie cyfrowej wyrażona oświadczeniem autora
Digitizing institution:Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego Polskiej Akademii Nauk
Original in:Biblioteka Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Access: