RNA interference in mouse oocytes and somatic cells

Abstract

RNA interference (RNAi) je dráha, ve které Dicer štěpí dlouhé dvouvláknové RNA endogenního a exogenního původu na krátké interferující RNA (siRNA). Tyto siRNA jsou předány Argonaut proteinům, které jsou efektory sekvenčně specifického post-transkripčního umlčování RNA. RNAi reguluje protein-kodující geny a retrotranspozony nebo zprostředkuje protivirovou imunitní odpověď. Další dráha malých RNA - dráha RNA associovaných s PIWI proteiny (piRNA dráha) umlčuje retrotranspozony v zárodečné linii. Aktivita kanonické RNAi dráhy je v myších somatických buňkách nevýznamná. Dlouhá varianta Diceru zde produkuje mikroRNA (miRNA) které regulují (protein-kodující) geny. RNAi je naopak vysoce aktivní v oocytech, které produkují zkrácenou oocyt-specifickou isoformu Diceru (DicerO ). DicerO nemá N-koncovou DExD helikázovou doménu a má zvýšenou schopnost štěpit dlouhé dvouvláknové RNA. Delece oocyt-specifického promotoru DicerO vede ke globální deregulaci transkriptomu včetně zvýšené exprese domnělých cílových molekul RNAi a MT retrotranspozonů. V důsledkem je defect meiotického vřeténka a neplodnost samic. Oproti tomu piRNA dráha je pro myší oocyty neesenciální, pravděpodobně kvůli překrývající se funkci s RNAi. Tato doktorská práce má za cíl porozumět biologickému významu savčí endogenní RNAi and prozkoumat...

RNA interference (RNAi) is a pathway, which employs Dicer to process long double stranded RNAs (dsRNA) from endogenous or exogenous sources into short interfering RNAs (siRNA). siRNAs are loaded onto Argonaute proteins to mediate sequence-specific post-transcriptional RNA targeting resulting in regulation of protein-coding genes and retrotransposons or antiviral immune response. Another small RNA pathway - PIWI-associated RNA (piRNA) pathway is suppressing retrotransposons in the germline. In mice, canonical RNAi pathway activity is negligible in somatic cells where a full-length Dicer produces gene-regulatory microRNAs (miRNA) but RNAi is highly active in oocytes, which express a truncated oocyte-specific Dicer isoform (DicerO ). DicerO lacks an N-terminal DExD helicase domain and has higher cleavage activity of long dsRNAs. Deletion of oocyte specific DicerO promoter leads to transcriptome aberrations, which include upregulation of putative RNAi targets and MT retrotransposons and, consequently, to meiotic spindle defects and female sterility. In contrast, the piRNA pathway is non-essential in mouse oocytes, potentially because of overlapping functions of RNAi. The PhD thesis aims to understand biological significance of mammalian endogenous RNAi and to explore consequences of re-activated RNAi...