text size

The role of transcription factors PU.1 and GATA-1 during leukemia differentiation

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
The role of transcription factors PU.1 and GATA-1 during leukemia differentiation
Title (in czech):
Role transkripčních faktorů PU.1 a GATA-1 v leukemické diferenciaci
Type:
Rigorosum thesis
Author:
RNDr. Pavel Burda, Ph.D.
Thesis Id:
113186
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Cell Biology (31-151)
Study programm:
Biology (N1501)
Study branch:
Cellular and Developmental Biology (NBUNVYB)
Degree granted:
RNDr.
Defence date:
30/11/2011
Defence result:
Pass
Language:
English
Abstract (in czech):
Abstrakt: Hematopoéza neboli krvetvorba je proces regulovaný transkripčními faktory, mezi nimiž hrají klíčovou roli molekuly PU.1 (Spi1, Sfpi1) a GATA-1. GATA-1 a PU.1 se mohou na DNA vzájemně vázat a blokovat tím své transkripční programy. Myší erytroleukemické buňky (MEL) jsou transformované erytroidní prekurzory zablokované v pokročilejším stádiu erytroidní diferenciace, současně exprimují PU.1 i GATA-1 a lze u nich navodit erytroidní diferenciaci snížením hladiny PU.1 či zvýšení hladiny GATA-1 v jádře. Ve své práci ukazuji, že v MEL buňkách je PU.1 dependentní transkriptom negativně regulovaný pomocí GATA-1. Tuto represi a následně možnou derepresi podrobněji popisuji na genech Cebpa a Cbfb, které kódují další důležité hematopoetické transkripční faktory. Pomocí chromatinové imunoprecipitace a reportérových esejí jsme identifikovali vazebné sekvence DNA pro vazbu PU.1 na genech Cebpa a Cbfb, na nichž jsme v leukemických blastech detekovali současně faktory PU.1 i GATA-1. Regulace transkripce těchto genů manipulací hladiny PU.1 a GATA- 1 zahrnuje kvantitativní změny úrovně acetylace H3K9, známky transkripčně aktivního chromatinu. Data jsou podpořena experimenty ukazujícími, že signifikantní derepresi genů Cebpa a Cbfb lze v MEL buňkách dosáhnout jak aktivací PU.1, tak i inaktivací GATA-1. Má disertační práci shrnuje dříve známe poznatky a námi získaná data o nezastupitelné roli PU.1 a GATA-1 v průběhu hematopoetické diferenciaci a potenciálu těchto transkripčních faktorů v manipulaci buněčných osudů. Popsané mechanismy lze v budoucnu využít v konceptu diferenciační terapie, založené na možnosti přeprogramování leukemických či nezralých buněčných elementů do směrů námi zvolených hematopoetických linií.
Abstract:
Abstract: Hematopoiesis is coordinated by a complex regulatory network of transcription factors among them PU.1 (Spi1, Sfpi1) and GATA-1 represent key molecules. GATA-1 and PU.1 bind each other on DNA to block each others transcriptional programs to prevent development of undesired lineage during hematopoietic commitment. Murine erythroleukemia (MEL) cells, transformed erythroid precursors that are blocked from completing the late stages of erythroid differentiation, co-express GATA-1 and PU.1 and as my and others data document, are able to respond to molecular removal (down-regulation) of PU.1 or addition (up-regulation) of GATA-1 by inducing terminal erythroid differentiation. We provide novel evidence that downregulation of GATA-1 or upregulation of PU.1 induces incompletely differentiation into cell cycle arrested monocytic-like cells. Furthermore, PU.1- dependent transcriptome is negatively regulated by GATA-1 in MEL cells, including CCAAT/enhancer binding protein alpha (Cebpa) and Core-binding factor, beta subunit (Cbfb) that encode additional key hematopoietic transcription factors. Chromatin immunoprecipitation and reporter assays identified PU.1 motif sequences near Cebpa and Cbfb that are co-occupied by PU.1 and GATA-1 in the leukemic blasts. Furthermore, transcriptional regulation of these loci by manipulating the levels of PU.1 and GATA-1 involves quantitative increases in a transcriptionally active chromatin mark: acetylation of histone H3K9. Our data are further supported by experiments documenting that significant derepression of Cebpa and Cbfb is achieved in MEL cells by either activation of PU.1 encoded transgene or knockdown of GATA-1 expression.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis RNDr. Pavel Burda, Ph.D. 4.61 MB
Download Abstract in czech RNDr. Pavel Burda, Ph.D. 18 kB
Download Abstract in english RNDr. Pavel Burda, Ph.D. 7 kB
Download Defence's report doc. RNDr. Petr Folk, CSc. 80 kB