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Título: Targeting and regulatory mechanisms in chromosome-wide gene regulation using Drosophila melanogaster as a model organism
Autor: Figueiredo, Ana Margarida Adónis, 1986-
Orientador: Larsson, Lars, 1950-
Gomes, Rui Artur Paiva Loureiro, 1958-
Palavras-chave: Biologia molecular
Expressão génica
Imunocitoquímica
Drosophila melanogaster
Teses de mestrado - 2010
Issue Date: 2010
Resumo: O cromossoma 4 de Drosophila melanogaster é muito heterocromático, sendo rico em DNA satélite e DNA de elementos transposáveis. Apesar das suas propriedades heterocromáticas, o cromossoma 4 tem uma densidade génica e expressão semelhantes às dos principais braços cromossómicos. A expressão da maioria dos genes do cromossoma 4 é regulada por pelo menos duas diferentes proteinas: Painting of Fourth (POF) que estimula o output transcricional e Heterochromatin Protein 1 (HP1) que reprime o output transcricional. POF e HP1 ligam-se interdependentemente ao cromossoma 4 e a ligação e propagação de POF depende da heterocromatina. POF e HP1 colocalizam em exões de genes activos do cromossoma 4 e adicionalmente a HP1 liga-se aos promotores dos genes activos. HP1 é recrutada pela metilação de H3K9 a qual é realizada pelas HKMTs SU(VAR)3-9 e SETDB1. Experiências de imunocitoquímica demonstraram que SU(VAR)3-9 é responsável pela metilação de H3K9 principalmente na região centromérica enquanto que SETDB1 produz H3K9 no cromossoma 4, o que resulta no recrutamento de HP1 para essas regiões. Com o objectivo de perceber o papel destas HKMTs no recrutamento de HP1, realizámos ChIP-on-chip e experiências de imunocitoquímica em mutantes Su(var)3-9, Setdb1 e Pof e analisámos a ligação de HP1. Descobrimos que SETDB1 e POF são essenciais no recrutamento de HP1 para exões de genes activos do cromossoma 4 e que SU(VAR)3-9 é essencial para recrutar HP1 para as regiões centroméricas de todos os cromossomas. Adicionalmente, a ligação de HP1 a promotores em genes do cromossoma 4 assim como dos outros cromossomas é independente de SETDB1 e de SU(VAR)3-9. Propomos que a ligação de HP1 aos promotores ocorre de um modo independente da metilação de H3K9 ou que existe outra HKMT responsável pela produção de H3K9me especificamente nos promotores.
The fourth chromosome of Drosophila melanogaster is largely heterochromatic being enriched in satellite repeats and in DNA from transposable elements. Despite its heterochromatic properties it has a gene density and expression similar to the major chromosome arms. The expression of almost all chromosome 4 genes is fine-tuned by at least two different proteins: Painting of Fourth (POF) that stimulates transcription output and Heterochromatin Protein 1 (HP1) that represses transcription output. POF and HP1 bind interdependently to the 4th chromosome and the binding and spreading of POF depends on heterochromatin. POF and HP1 colocalize in exons of active genes on the 4th chromosome. In addition, HP1 binds to promoters of the active genes. HP1 is recruited by H3K9 methylation which is performed by the HKMTs SU(VAR)3-9 and SETDB1. Immunostaining experiments have shown that SU(VAR)3-9 is mainly responsible for H3K9 methylation in the chromocentre whereas SETDB1 produces H3K9 methylation on the 4th chromosome and that this results in HP1 recruitment to these regions. With the aim of understanding the role of these HKMTs in the recruitment of HP1, we have performed ChIP-on-chip and immunostaining experiments in Su(var)3-9, Setdb1 and Pof mutants and analysed the binding of HP1. We have found that SETDB1 and POF are essential for the recruitment of HP1 to the exons of active genes of the 4th and that SU(VAR)3-9 is essential for the recruitment of HP1 to centromeric regions of all chromosomes. Furthermore, HP1 binding at promoters in the genes on the 4th chromosome and in other chromosomes is independent on SETDB1 and on SU(VAR)3-9. We propose that HP1 binding to promoters occurs in a H3K9me independent manner or that there is another HKMT that produces H3K9me specifically at promoters.
Descrição: Tese de mestrado. Biologia (Biologia Molecular e Genética). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010
URI: http://hdl.handle.net/10451/5487
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