Sequence-Dependent nucleosome positioning and chromatin remolleing of hormone-responsive genes
- Autores: Roser Zaurin Quer
- Directores de la Tesis: Miguel Beato del Rosal (dir. tes.), Guillermo Pablo Vicent (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Pompeu Fabra ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Carlos Reyes Rosa (presid.), Ferran Azorín Marín (secret.), Alejandro Vaquero García (voc.), Juan Valcárcel Juárez (voc.), Thierry Granger (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
(Resumen en castellano) Evidencias recientes destacan la importancia del papel de la estructura de la cromatina y el posicionamiento de nucleosomas en procesos celulares básicos como la regulación de la transcripción génica. El avance de las nuevas tecnologías en el campo ha permitido el estudio detallado de la disposición de nucleosomas en genomas enteros. Ha habido también muchos intentos para definir las características de la secuencia del DNA como posible guía en el proceso de posicionamiento de nucleosomas. En la presente tesis doctoral, se dan evidencias experimentales sobre la existencia de un grupo de nucleosomas muy bien posicionados en el genoma humano. Eso ha sido possible gracias al uso de técnicas como los microarrays y la secuenciación masiva en paralelo. Este trabajo muestra como estos nucleosomas, denominados 'nucleosomas clave' tienen tendencia a ocupar regiones del genoma con funciones específicas, la cual cosa indica su papel especial. El DNA de dichos 'nucleosomas clave' tiene una alta simetría de curvatura. Esta característica inherente a la secuencia hace que sea possible la predicción in silico de las posiciones de nucleosomas de este tipo.
En la segunda parte de la presente tesis doctoral, se muestran nuevas evidencias experimentales que hacen avanzar en el campo de la organización de la cromatina y de su dinámica en el contexto de la regulación génica. Las hormonas esteroideas inducen la transcripción de sus genes diana a través de la unión de los receptores hormonales con sus correspondientes motivos de reconocimiento al DNA (HREs), así como el reclutamiento de una gran variedad de co-reguladores. El promotor del Viris de Tumor Mamario de Ratón (MMTV) ha sido un modelo muy utilizado para el estudio de los efectos en la activación génica de los receptores hormonales. Es conocido que el receptor de progesterone (PR) se une al HRE1, accessible, y recluta maquinarias de remodelamiento de la cromatina que utilizan el ATP como fuente de energía para expulsar los dímeros de H2A/H2B del nucleosoma B del promotor del MMTV. Aquí demuestro que la maquinaria de remodelamiento reclutada es específicamente BAF y no PBAF así como que la acetilación de la Lysina 14 de la histona H3 es esencial para la activación del promotor y el anclaje de BAF. Después de la expulsión de los dímeros de H2A/H2B, la unión de NF1 al promotor es indispensable para estabilizar la forma remodelada del nucleosoma. Para un estudio más detallado de la activación del promotor del MMTV he utilitzado el sistema de minicromosomas, mononucleosomas y tetrámeros de histonas H3/H4 reconstituidos en secuencias salvajes y mutantes del promotor del MMTV. He demostrado que, sólo cuando un fragmento de la secuencia del MMTV está reconstituida en tetrámeros, el PR y el NF1 pueden estar unidos simultaneamente a su secuencia de reconocimiento en el promotor. También añado evidencias donde se demuestra que la unión de NF1 al promotor facilita la posterior unión de más moléculas de PR a los HREs internos (sitios 2 y 3) caracterizando en más detalle el sinergismo funcional que existe entre el PR y el NF1 en estas condiciones.
(Resum en catalán) Evidències recents han remarcat la importància del paper de l'estructura de la cromatina i el posicionament de nucleosomes en processos cel·lulars bàsics com és la regulació de la transcripció gènica. L'avenç de noves tecnologies en el camp ha permès l'studi detallat de la disposició de nucleosomes en genomes sencers. Hi ha hagut també molts intents per definir les característiques de la seqüència de l'ADN que podrien arribar a guiar el posicionament dels nucleosomes; sent el conjunt d'aquestes característiques l'anomenat 'codi nucleosòmic'. En la present tesis doctoral, s'aporten evidències experimentals sobre l'existència d'un grup de nucleosomes molt ben posicionats en el genoma humà. Això ha estat possible mitjançant tècniques com els microarray i la seqüenciació massiva en paral·lel. Aquest treball mostra com aquests nucleosomes, que anomenem 'nucleosomes clau', tenen tendència a ocupar regions del genoma amb funcions específiques, la qual cosa indica el seu paper especial. L'ADN dels 'nucleosomes clau' resulta tenir una alta simetria de curvatura. Aquesta característica inherent a la seqüència fa que sigui possible la predicció in silico de les posicions de nucleosomes d'aquest tipus.
En la segona part de la present tesi doctoral, aporto noves evidències experimentals que fan avançar el camp de la organització de la cromatina i la seva dinàmica en el context de la regulació gènica. Les hormones esteroidees indueixen la transcripció dels seus gens diana a través de la unió dels receptors hormonals amb els seu corresponent motiu de reconeixement a l'ADN (HREs), així com el reclutament d'una gran varietat de co-reguladors. El promotor del Virus de Tumor Mamari de Ratolí (MMTV) ha estat un model molt usat per l'estudi dels efectes en l'activació gènica dels receptors hormonals. És conegut que el receptor de progesterona (PR) s'uniex a l'HRE1, accessible, i recluta maquinàries de remodelament de la cromatina que utilitzen l'ATP com a font energètica per expulsar els dimers d'histones H2A/H2B del nucleosoma B del promotor de l'MMTV. Aquí demostro que la màquinaria de remodelament reclutada és específicament BAF. Treballs anteriors van demostrar que la kinasa Msk1 és la responsable de la fosforilació de la serina 10 de la histona H3. En aquesta tesi es demostra que l'acetilació de la Lysina 14 de la histona H3 és essencial per l'activació del promotor, així com per l'anclatge de BAF. Després de l'expulsió dels dimers d'H2A/H2B, la unió d'NF1 al promotor és indispensable per estabilitzar la forma remodelada del nucleosoma. Per l'estudi en més detall de l'activació del promotor de l'MMTV he utilitzat el sistema de minicromosomes, mononucleosomes i tetràmers d'histones H3/H4 reconstituïts en seqüències salvatges i mutants del promotor de l'MMTV. He demostrat que, només quan un fragment de la seqüencia de l'MMTV està reconstituïda en tetràmers, el PR i l'NF1 poden estar units simultàniament a la seva seqüència de reconeixement en el promotor. També aporto evidències on es demostra que la unió d'NF1 al promotor facilita la posterior unió de més mol·lècules de PR als HREs interns (llocs 2 i 3) caracterizant en més detall el sinergisme funcional que existeix entre el PR i l'NF1 en aquestes condicions.
