Výzkum epigenetických aspektů kmenových buněk krvetvorby a spermatogeneze.

Abstract

Stem cell differentiation is controlled by coordinated regulation of gene transcription. One of the regulatory factors is the loosening of chromatin and the accessibility of DNA to transcription factors. Chromatin remodeling is mediated by remodeling complexes. The ISWI chromatin remodeling ATPase Smarca5 (S5) is an important factor of remodeling complexes. It is a highly conserved chromatin-remodeling factor forming a catalytic subunit that can be found in several oligosubunit complexes. In these complexes, it actively regulates nucleosome structure and remodeling during DNA replication, repair and transcription. S5 has been identified as a key protein in embryonic development. Its deficiency leads to defects in hematopoiesis and male genital development. In the presented study, we focused on the role of S5 in hematopoiesis and spermatogenesis. Using a mouse model with transgenic expression of S5, co-immunoprecipitation and mass spectrometry, we identified S5 complexes in hematopoietic and testicular cells. We also studied the phenotypic consequences of S5 deficiency in mouse testes and found that it leads to impaired sperm development and male sterility. Using transcriptomic and proteomic analysis, we identified several molecular programs that could lead to reproductive disorders. Our work...

Diferenciace kmenových buněk je řízená koordinovanou regulací genové transkripce. Jedním z regulačních faktorů je rozvolnění chromatinu a zpřístupnění DNA k transkripčním faktorům. Remodelace chromatinu je zajišťována remodelačními komplexy. ISWI chromatin remodelující ATPáza Smarca5 (S5) je významným faktorem remodelačních komplexů. Jedná se o vysoce konzervovaný chromatin-remodelační faktor, který se nachází v několika komplexech oligopodjednotek a tvoří zde katalytickou podjednotku. V těchto komplexech aktivně reguluje strukturu a přestavbu nukleozomu během replikace, oprav a transkripce DNA. Bylo zjištěno, že S5 je klíčový protein pro embryonální vývoj. Jeho nedostatek vede k poruchám krvetvorby a vývoji samčích pohlavních orgánů. V této práci jsme se zaměřili na roli S5 v hematopoéze a spermatogenezi. Pomocí myšího modelu s transgenní expresí S5, ko-imunoprecipitace a hmotnostní spektrometrie jsme identifikovali komplexy, v nichž se S5 nachází v hematopoetických orgánech a v buňkách v testes. Studovali jsme také fenotypové následky deficitu S5 v myších testes a zjistili, že vede k poruše vývoje spermií a samčí sterilitě. Pomocí transkriptomické a proteomické analýzy jsme identifikovali, některé molekulární programy, které by mohly k poruchám reprodukce vést. Naše práce naznačuje, že S5 je...