Promotoranalyse und Expressionsstudien der murinen und humanen fork head homologen Gene Foxq1 und FOXQ1
Promoter analysis and expression studies of the murine and human fork head homologous genes Foxq1 and FOXQ1
by Bastian Pasche
Date of Examination:2002-01-30
Date of issue:2002-02-18
Advisor:PD Dr. Barbara Zoll
Referee:Prof. Dr. Wolfgang Engel
Referee:Prof. Dr. Rüdiger Hardeland
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Transcription factors of the fork head gene family play an important role during embryogenesis. The importance of this gene family shows up also in the fact that mutations in different human fork head genes lead to hereditary disorders. In this paper the homologous fork head genes of mouse and man, Foxq1 and FOXQ1, were examined. In order to investigate the regulation of the cell specific gene expression the 5’ sequences of both genes were compared. A region of 370 bp showed a high homology, within this region three binding sites for transcription factors of the Sp familiy were detected by computer analysis. Using transfection experiments and gel shift assays it was shown, that two transcription factors, Sp1 and Sp3, are able to bind to this region and to activate a reporter gene. Additionally it was shown that at least one negatively regulating factor must take part in the regulation of both genes. Northern blot analyses showed a strong expression of FOXQ1 in human stomach and other endodermal tissues. An overexpression of FOXQ1 in carcinoma cell lines was confirmed by investigation of tumor tissue from lung and colon. In order to determine the cell specific expression of Foxq1, in situ hybridization on sections of adult mouse stomach were performed. Foxq1 expression was seen in zymogenic and pre-zymogenic cells. In order to determine the function of the Foxq1 gen, a knock out mouse should be generated. For that purpose a knock out construct was created and transfected in Embryonic Stem (ES) cells. In three ES clones a homologous recombination took place.
Keywords: transcription factor; fork head; stomach; Sp1; Sp3
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Transkriptionsfaktoren der fork head
Genfamilie spielen eine wichtige Rolle während der Embryogenese.
Die Wichtigkeit dieser Genfamilie zeigt sich auch darin, dass
Mutationen verschiedener menschlicher fork head Gene zu erblichen
Erkrankungen führen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die homologen
fork head Gene von Maus und Mensch, Foxq1 und FOXQ1, näher
untersucht. Um die Regulation der zellspezifischen Gen-Expression
zu untersuchen, wurde ein Sequenzvergleich der 5’-Bereiche beider
Gene durchgeführt. Dabei zeigte eine 370 bp umfassende Region eine
hohe Homologie, innerhalb dieser Region konnten durch
Computeranalysen drei Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren
der Sp-Familie ermittelt werden. Durch Transfektionsexperimente und
Gel shift Assays wurde nachgewiesen, dass die beiden
Transkriptionsfaktoren Sp1 und Sp3 in der Lage sind, an diese
Region zu binden und ein Reportergen zu aktivieren. Außerdem konnte
gezeigt werden, dass zumindest ein negativ regulierender Faktor an
der Regulation der beiden Gene beteiligt sein muss. Northern Blot
Analysen zeigten eine starke Expression von FOXQ1 im menschlichen
Magen und anderen endodermalen Geweben. Eine Überexpression von
FOXQ1 in Karzinomzelllinien wurde durch die Untersuchung von
Tumorgewebe aus Lunge und Darm bestätigt. Um die zellspezifische
Expression von Foxq1 zu bestimmen, wurden in situ Hybridisierungen
an Magenschnitten der adulten Maus durchgeführt. Dabei konnte die
Foxq1-Expression in Hauptzellen und Hauptzellvorläufern
nachgewiesen werden. Um die Funktion des Foxq1-Gens zu ermitteln,
sollte eine Knock-out-Maus generiert werden. Dazu wurde ein
Knock-out-Konstrukt erstellt und in Embryonale Stammzellen (ES)
transfiziert. In drei ES-Klonen konnte eine homologe Rekombination
nachgewiesen werden.
Schlagwörter: Transkriptionsfaktor; fork head; Magen; Sp1; Sp3