Regulation of HLA class II genes expression

Abstract

HLA class II genes are known to be highly polymorphic, even in the regulatory non-coding gene regions. Polymorphism in the promoter region potentially forms a strong basis for an uneven allele-specific expression. Even though it is known that the amount of HLA class II molecules on the cell surface has a significant role in shaping immune response, HLA class II expression polymorphism has not yet been thoroughly measured. The thesis aims to shed light into allele-specific mRNA expression and promoter DNA methylation of HLA class II genes. Two studies, each addressing different aspects of the HLA class II allele expression regulation, were conducted. Study A examines the DNA methylation of 10 DQA1 promoter and its effect on the DQA1 mRNA expression. DNA methylation in whole blood cells was determined with bisulfite sequencing and mRNA expression was measured using RT-qPCR. Even though inter-allelic differences in overall methylation were observed (the most methylated alleles were DQA1*02:01 and *04:01), the expected negative correlation between the DQA1 promoter DNA methylation density and the allele expression was not observed. We suggest that the genetic polymorphism in the region (especially region upstream of position -400, which is almost completely methylated in all alleles) may lead to different...

Geny HLA II. třídy jsou vysoce polymorfní, a to také v regulačních nekódujících genových oblastech. Polymorfismus v promotorové oblasti vytváří silný potenciál pro rozdílnou expresi jednotlivých alel. I když je známo, že množství molekul HLA II. třídy na povrchu buněk má významnou úlohu při utváření imunitní odpovědi, polymorfismus v expresi genů HLA třídy II dosud nebyl podrobně analyzován. Cílem této práce bylo zkoumat expresi mRNA a metylaci promotorové DNA u alel genů HLA II. třídy. Byly provedeny dvě studie, které se zabývaly různými aspekty regulace. V části A byla zkoumána metylace DNA u 10 alel promotoru DQA1 a její vliv na expresi mRNA tohoto genu. DNA metylace v plné krvi byla stanovena pomocí bisulfitového sekvenování a exprese mRNA byla měřena za použití RT-qPCR. I když byly pozorovány mezialelické rozdíly v celkové metylaci (nejvíce metylované alely byly DQA1*02:01 a *04:01), nebyla pozorována očekávaná negativní korelace mezi methylační hustotou DNA promotoru DQA1 a expresí alely. Mezialelické rozdíly v metylaci jednotlivých CpG pozic prokázány nebyly, ale domníváme se, že genetický polymorfismus v oblasti (zejména oblast upstream od pozice -400, která je téměř kompletně metylovaná ve všech alelách) může vést k různým interpretacím 5meCpG na stejné pozici v různých alelických kontextech. V...