Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2445/53001
Title: Caracterització epigenètica dels elements Alu i el seu paper en la regulació transcripcional
Author: Martín Abad, Berta
Director: Peinado Morales, Miguel Á. (Miguel Ángel)
Jordà Ramos, Mireia
Keywords: Epigenetics
Epigenètica
Càncer
Expressió gènica
Metilació
Cancer
Gene expression
Methylation
Issue Date: 13-Dec-2013
Publisher: Universitat de Barcelona
Abstract: [cat] L’epigenètica fa referència als canvis heretables en l'expressió gènica que no són causats per alteracions en la seqüència d'ADN. La metilació de la citosina en el dinucleòtid CpG és una de les modificacions epigenètiques més importants en els éssers humans, i les alteracions en els patrons de metilació de l’ADN són una característica comuna de tots els càncers. La metilació de l'ADN té un paper crucial en la regulació de l'arquitectura de la cromatina, i per tant en el control de l'expressió gènica i l'estructura cromosòmica. Tot i que la metilació de l'ADN es troba principalment en regions riques en CpGs dins d'elements repetitius i la hipometilació global va ser la primera alteració de la metilació de l'ADN detectada en els tumors, hi ha un fort biaix en tots els estudis de metilació, que es limiten en bona part a l'estudi de la hipermetilació d’illes CpG. El concepte desfasat que considerava el elements repetitius com seqüències parasitàries fa anys que s’ha abandonat, no obstant la majoria dels estudis a escala genòmica els ha ignorat. Per aquesta raó, els avenços en la comprensió dels mecanismes epigenètics que regulen elements repetitius poden contribuir a dilucidar la seva participació específica en els processos biològics. La desmetilació d'elements repetitius es produeix en l'envelliment i en processos patològics com el càncer, i s'ha associat amb la reactivació gènica i la inestabilitat genòmica. Elements Alu (membres de la família SINE - short interspersed elements - ) són els retrotransposons més abundants del genoma humà amb més d'1 milió de còpies per genoma haploide, el 10% de tot el genoma. Curiosament els elements Alu no estan distribuïts a l'atzar dins del genoma humà i tendeixen a acumular-se en les regions riques en gens. Els elements Alu contenen fins a un 33% del nombre total de CpGs del genoma i estan altament metilats en la majoria dels teixits somàtics. No obstant, una fracció d’Alus és manté desmetilada en cèl•lules normals i aquesta proporció s'incrementa en cèl•lules canceroses. Els elements Alu desmetilats solen trobar-se en dominis de cromatina activa i juguen un paper en la regulació i l'estabilitat genòmica. La nostra hipòtesi és que els elements Alu integrats en la cromatina activa poden participar en múltiples processos cel•lulars, incloent funcions crucials del desenvolupament i d’identitat cel•lular. El principal objectiu d'aquesta tesi ha estat identificar elements Alu desmetilats associats a un estat de la cromatina activa i determinar el seu paper en la regulació de l'expressió gènica. Hem identificat un subgrup d'elements Alu amb perfils epigenètics distintius i propis d'estats funcionals actius. A més hem observat que alguns elements Alu poden presentar perfils epigenètics específics d'estats patològics (com el càncer) o fisiològics (segons el tipus de cel•lular), així com que els elements Alu desmetilats en el teixit normal tenen un alt grau de conservació epigenètica. D'altra banda, hem identificat i caracteritzat dues regions promotores corresponents als gens GLDC i DIEXF que contenen elements Alu (ZALU3 i Aj2c1, respectivament) i que presenten un patró epigenètic dinàmic durant el desenvolupament i el càncer. Aquests elements Alu presenten canvis epigenètics que delimiten la regió reguladora d'aquests gens, la qual cosa es tradueix en perfils transcripcionals i proteics associats a l'estat epigenètic de l'Alu.
[eng] Epigenetics refers to heritable changes in gene expression that occur without alteration in DNA sequence. DNA methylation plays a crucial role in the regulation of chromatin architecture and in the control of gene expression. Even though DNA methylation is found mostly in repetitive elements and widespread hypomethylation was the first DNA methylation abnormality detected in tumors, there is a strong bias in methylation studies as most of them are restricted to CpG islands hypermethylation. For that reason, advances in understanding the epigenetic mechanisms that regulate repetitive elements may contribute to elucidate their specific participation in biological processes. Demethylation of repeat elements occurs in aging and pathological processes, as cancer, and has been associated with gene reactivation and genomic instability. Alu elements are the most abundant retrotransposon in the human genome, with more than 1 million copies. Interestingly, Alu elements tend to accumulate in gene rich regions. Alu elements contain up to 33% of the total number of CpG sites in the genome and are highly methylated in most somatic tissues. Strikingly, a small fraction of Alus remains unmethylated in normal cells and this proportion is increased in cancer cells. We hypothesize that Alu elements embedded in active chromatin are likely to participate in multiple cell processes, including crucial functions in development and cell identity. The main objective of this thesis has been to identify Alu elements with an active chromatin state and to determine their role in gene expression regulation. We have identified a subset of Alu elements with different epigenetic patterns characteristic of active functional states. We have observed that Alu elements have specific epigenetic profiles associated with pathological (cancer) or physiological (cell type) states and that the epigenetic particularity of Alus unmethylated in normal tissue is conserved at evolutional level. Moreover, we have identified and characterized two promoter regions corresponding to GLDC and DIEXF genes that include Alu elements (ZALU3 and Aj2c1, respectively) with a dynamic epigenetic pattern during development and cancer. These Alus show epigenetic changes that are consistent with the transcriptional and proteomic profiles of these genes and define the boundaries of the regulatory region.
URI: http://hdl.handle.net/2445/53001
Appears in Collections:Tesis Doctorals - Facultat - Farmàcia

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
BMA_TESI.pdf13.46 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons