Molekulargenetische Analyse eines evolutionär konservierten Silencer-Elements aus dem murinen H19-Locus in Drosophila melanogaster

Die genomische Prägung (“Genomic Imprinting“) bestimmter Säugergene resultiert in ihrer allelspezifischen Expression. Die monoallelische Expression genomisch geprägter Gene wird durch ein Zusammenwirken cis-regulatorischer DNA-Elemente kontrolliert, zu denen differentiell methylierte Regionen, Chromatin-Insulators, Enhancer und Silencer zählen. Das murine H19-Gen ist einer der am intensivsten erforschten genomisch geprägten Loci. Eine zentrale Rolle in der monoallelischen Expression des H19-Gens spielt ein Silencer-Element, das die Repression des paternalen H19-Allels vermittelt. In transgenen Drosophila reprimiert der H19-Silencer die Transkription von assoziierten Reportergenen. Allerdings ist der molekulare Wirkungsmechanismus des H19-Silencers nicht bekannt. Der evolutionär konservierte Silencing-Mechanismus hat es ermöglicht, Drosophila melanogaster in dieser Arbeit als Modellsystem einzusetzen, um neue cis- und trans-wirkende Faktoren im Prozess des Gensilencings durch den H19-Silencer zu identifizieren. Durch einen genetischen Ansatz konnten Gene gefunden werden, deren Mutation zu einer verminderten Repression durch den H19-Silencer in Drosophila führt. Diese Gene kodieren Komponenten, die an der Etablierung und Aufrechterhaltung heterochromatischer Chromatinstrukturen beteiligt sind. Der Prozess des Gensilencings durch den H19-Silencer weist somit auf genetischer Ebene molekulare Gemeinsamkeiten mit der transkriptionellen Repression durch Heterochromatin auf. Dabei wurde die Rolle des stärksten genetischen Suppressors des H19-Gensilencings, Suppressor of Hairy wing, im Detail untersucht. In dieser Arbeit konnte auch gezeigt werden, dass die H19-Silencer-Region sowohl in transgenen Drosophila als auch in der Maus transkribiert wird. Die Expression eines RNAi-Transgens, das gegen die RNA der transkribierten H19-Silencer-Region gerichtet ist, führt zu einer Reduzierung der RNA-Menge und zu einem Verlust der transkriptionellen Repression eines Reportergens, das durch den H19-Silencer in Drosophila kontrolliert wird. Dieses Resultat führt zu der Schlussfolgerung, dass nichtkodierende RNAs aus der H19-Silencer-Region in dem Prozess der Repression durch den H19-Silencer eine zentrale Rolle spielen. In dieser Arbeit präsentierte Ergebnisse legen nahe, dass Gensilencing an einem transgenen H19-Locus in Drosophila durch ein Zusammenspiel nichtkodierender RNAs mit Heterochromatin-Komponenten vermittelt wird.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2005

Author dc:creator

• Schönfelder, Stefan

Contributors dc:contributor

• Paro, Renato

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