dc.contributor.advisor | Sauer, Frank Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Gou, Dawei | de |
dc.date.accessioned | 2012-05-16T12:10:08Z | de |
dc.date.available | 2013-01-30T23:50:50Z | de |
dc.date.issued | 2008-12-16 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B655-5 | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1342 | |
dc.description.abstract | Die Methylierung der genomischen DNA und Histonen im
Kern eukaryotischer Zellen spielt eine wichtige Rolle
in epigenetischen Prozessen wie z. B. Imprinting, Gene
Dosage Compensation , und epigenetische Repression der
Genexpression. Studien in Pilzen, Pflanzen und
Vertebraten unterstützen ein Model, wonach die
Methylierung von Histonen, insbesondere die
Methylierung der Lysinreste 9 (H3K9) und/oder 27 im
Histon 3, die de novo Methylierung von DNA auslöst. Im
Gegensatz dazu, ist nur wenig über die Mechanismen
bekannt, die für de novo Methylierung in
Modelorganismen wie z. B. Drosophila melanogaster
verantwortlich sind. Drosophila exprimiert
Schlüsselfaktoren für die Methylierung von Histonen and
DNA: a.) Histonmethyltransferasen (HMT), die H3K9
methylieren und entscheidende Rollen für die
Etablierung and Aufrechterhaltung von Heterochromatin
und Genrepression spielen; b.) Eine
DNA-Methyltransferase (dDNMT2), die überwiegend CpA und
CpT-Motive im Drosophila Genom methyliert; c.)
Methyl-CpG binding domain (MBD) Proteine, die
methylierte DNA binden und DNA Methylierung in
biologische Aktivität übersetzen. Ein Mitglied der
Drosophila MBD-Proteinfamilie ist Medusa (MDU), welches
sowohl ein MBD- als auch ein SET-Motiv enthält. Das
SET-Motiv methyliert H3K9 in vitro und In Drosophila.
Die Anwesenheit eines MBD und Set Motivs in MDU
unterstützt die Hypothese, dass MDU an der Methylierung
von H3K9 und DNA in Drosophila beteiligt ist. In dieser
Arbeit habe ich die funktionale Beduetung von MDU
bezüglich der Genexpression and DNA Methylierung
untersucht. In vitro HMT-Experimente gekoppelt mit
Western blot and Chromatin
Immunpräzipitationsexperimenten ergaben, dass MDU H3K9
in vitro und in vivo tri-methyliert. MDU-vermittellte
Methylierung von H3K9 resultiert in Repression der
Zielgentranskription in Drosophila Zellkultur, woraus
abgeleitet werden kann, dass MDU als Repressor der
Transkription wirkt. Das MBD-Motiv von MDU bindet
methylierte CpA DNA Sequenzen in vitro, und besitzt
eine intrinsische methylierte-DNA Binding saffinität.
Die Ergebnisse molekularer and genetischer Studien
zeigen, dass MDU die Transkription des Tumorsuppressor
Gens retinoblastoma family protein (Rbf), einem
Schlüsselregulator der Zellproliferation und
differenzierung, reprimiert. Die Untersuchungen zur
Funktion von MDU in der Regulation der Expression von
Rbf unterstützen ein Model wonach tri-methylierung von
H3K9 durch MDU die dDNMT2-abhängige de novo
Methylierung in der cis-regulatorischen enhancer
Region von Rbf auslöst. Sobald DNA Methylierung
platziert ist, bindet das MBD-Motif von MDU an
methylierte DNA und induziert eine selbstangetriebene
DNA-Histone Mehtylierungskaskade, die zur Ausbreitung
von DNA und H3K9 Methylierung auf dem Rbf Genlocus
führt und letztendlich Repression der Rbf Transkription
bewirkt. Die Ergebnisse dieser Arbeit entschlüsseln die
Funktion von MDU in der Repression der Genexpression,
ergeben einen Mechanismus für die Etablierung der de
novo DNA Methylierung in Drosophila, und deuten auf
eine wichtige Rolle der bifunktionalen MBD/SET Proteine
für die Kontrolle der Proliferation und Differenzierung
von Zellen hin. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html | de |
dc.title | Functional Characterization of the Histone Methyltransferase and Methyl DNA Binding Protein MDU and its Role in Epigenetic Regulation of Rbf Gene in Drosophila Melanogaster | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Funktionelle Charakterisierung von Histon-Methyltransferase und Methyl-DNA-Bindeprotein MDU sowie seine Rolle bei der epigenetischen Regulierung des Rbf-Gens in Drosophila melanogaster | de |
dc.contributor.referee | Wimmer, Ernst A. Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2008-10-30 | de |
dc.subject.dnb | 500 Naturwissenschaften allgemein | de |
dc.description.abstracteng | The methylation of genomic DNA and histones is
paramount for the execution of epigenetic events such
as imprinting, gene dosage compensation, and gene
silencing. Studies in fungi, plants and vertebrates
support a model in which histone methylation, in
particular methylation of lysines 9 (H3K9) and/or 27 in
histone H3, instigates de novo DNA methylation.
However, little is known about the mechanisms mediating
de novo DNA methylation in model organisms such as
Drosophila melanogaster. Drosophila expresses key
components of the DNA and histone machineries: a.)
Histone methyltransferases of the SET-domain family
(HMTs), which methylate H3K9 and play crucial roles in
hetero-chromatin formation and maintenance and gene
silencing; b.) One DNA methyltransferase (dDNMT2) which
preferentially methylates CpA- and CpT-motifs in the
Drosophila genome c.) Methyl-CpG binding domain (MBD)
proteins, which potentially bind methylated DNA and
convert DNA methylation into biological function. One
member of the Drosophila MBD-protein family is MDU,
which contains a MBD and SET-domain, which methylates
H3K9 in vitro and in the fly, raising the possibility
that MDU is involved in the H3K9 and DNA methylation
machineries of the fly. In this thesis I have
investigated the role of MDU in gene expression and DNA
methylation. In vitro HMT-assays coupled Western blot
and chromatin immunoprecipitation assays reveal that
the SET-domain of MDU tri-methylates H3K9 in vitro and
in vivo. MDU-mediated methylation of H3K9 facilitates
trasncriptional repression of target genes in
Drosophila cells, revealing that MDU mediates gene
silencing. The MBD of MDU associates with methylated
CpA-motifs in vitro, indicating that the MBD of MDU has
intrinsic methyl DNA binding activity. Molecular and
genetic data reveal that MDU represses the
transcription of the tumor suppressor gene
retinoblastoma family protein (Rbf), a key regulator
of cell proliferation and differentiation. The
dissection of the role of MDU in regulation of Rbf
expression supports a mode l in which tri-methylation
of H3K9 by MDU triggers dDNMT2-mediated de novo DNA
methylation at an enhancer region of the Rbf locus.
Once DNA methylation has been placed, the MBD of MDU
associates with methylated DNA and induces a
self-perpetuating histone-DNA methylation cascade that
results in spreading of DNA and histone methylation
along the Rbf locus and ultimately culminates in
silencing of Rbf transcription. The obtained results
uncover a role for the MBD/SET protein MDU in gene
silencing, provide a mechanism for establishment of de
novo DNA methylation in Drosophila, and imply that
bifunctional MBD/SET proteins play important roles in
the control of cell proliferation and differentiation
in development. | de |
dc.contributor.coReferee | Kessel, Michael Prof. Dr. | de |
dc.subject.topic | Mathematics and Computer Science | de |
dc.subject.ger | Histonmethyltransferasen (HMT) | de |
dc.subject.ger | Methyl-CpG binding domain (MBD) Proteine | de |
dc.subject.ger | Drosophila melanogaster | de |
dc.subject.eng | histone methyltransferase(HMT) | de |
dc.subject.eng | Methyl-CpG binding domain (MBD) Protein | de |
dc.subject.eng | Drosophila melanogaster | de |
dc.subject.bk | 42.13 Molekularbiologie | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1985-6 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-1985 | de |
dc.affiliation.institute | Biologische Fakultät inkl. Psychologie | de |
dc.subject.gokfull | WF 200 Molekularbiologie | de |
dc.identifier.ppn | 600975150 | de |