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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.41.2008.tde-26082008-162745
Documento
Autor
Nome completo
Raquel Stabellini
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2008
Orientador
Banca examinadora
Carramaschi, Lygia da Veiga Pereira (Presidente)
Jasiulionis, Miriam Galvonas
Mingroni Netto, Regina Celia
Morgante, Angela Maria Vianna
Vasques, Luciana dos Reis
Título em português
Análise funcional dos genes Xist e DNMT1 na manutenção do processo de inativação do cromossomo X humano através do silenciamento gênico por RNAi
Palavras-chave em português
DNMT1
Xist
Inativação do cromossomo X
RNAi
Resumo em português
A inativação do cromossomo X (ICX) é o fenômeno através do qual um dos cromossomos X das fêmeas de mamíferos é silenciado para atingir compensação de dose em relação aos machos. Ela envolve a expressão do gene XIST exclusivamente no X inativo, e a associação em cis de seu RNA nesse cromossomo. Isso inicia a imposição de várias marcas epigenéticas no cromossomo X inativo, que garantem a manutenção deste estado de silenciamento transcricional de maneira estável durante todas as mitoses num organismo. Uma dessas modificações epigenéticas é a metilação do DNA, desempenhada principalmente pela enzima DNMT1. Os papéis de XIST e DNMT1 na manutenção da inativação do cromossomo X ainda são controversos em humanos, e nesse sentido foi objetivo desse trabalho analisar a possível função desses genes nesse processo em células humanas não transformadas. Foi otimizado um sistema experimental para o estudo de possíveis perturbações na manutenção da inativação do cromossomo X, onde a re-expressão de genes submetidos a esse processo pode ser monitorada. Nesse sistema foram identificados dois genes, MAOA e GYG2, cujo padrão de expressão no X inativo difere do previamente descrito. Demonstrou-se que baixos níveis de expressão do gene XIST foram suficientes para manter seu RNA associado ao X inativo, conservando o estado silenciado desse cromossomo. Além disso, foram obtidos indicativos de que a inibição de XIST em fibroblastos humanos gera uma diminuição da viabilidade celular. Foi possível demonstrar que DNMT1 é necessária para a manutenção da metilação global do genoma em células humanas não transformadas, e que eXISTe um mecanismo de compensação da inibição desse gene que leva ao aumento da expressão de DNMT3B. Ainda se observou que a repressão de DNMT1 não é suficiente para levar à reativação de genes no cromossomo X inativo. Além disso, a desmetilação encontrada nos promotores de MAOA e XIST não foi suficiente para levar à expressão destes genes nos cromossomo X inativo e ativo, respectivamente. Estes resultados enfatizam a necessidade de se estudar os mecanismos moleculares da ICX em humanos utilizando sistemas experimentais adequados para a análise de herança epigenética.
Título em inglês
Functional analysis of XIST and DNMT1 genes in the maintenance of X chromosome inactivation process in human through gene silencing by RNAi
Palavras-chave em inglês
DNMT1
XIST
RNAi
X chromosome
Resumo em inglês
X chromosome inactivation (XCI) is the phenomenon through which one of the X chromosomes in female mammals is silenced to achieve dosage compensation related to males. It involves the expression of XIST gene exclusively from the inactive X, and the association of its RNA in cis in this chromosome. This leads to a series of epigenetic modifications in the chromatin of the inactive X (Xi) that guarantee a stable maintenance of the transcriptional silence through all the mitoses in the organism. One of these epigenetic modifications is DNA methylation, achieved mainly by the maintenance DNA methylase DNMT1. The roles of XIST and DNMT1 in the maintenance phase of XCI are controversial in humans. Therefore, the main goal of this present work was to analyze some of the possible functions of these genes in this process in untransformed human cells. An experimental system was optimized to study possible disturbances in maintenance of XCI, where the re-expression of genes submitted to this process could be monitored. In this system we identified two genes, MAOA and GYG2, whose pattern of expression on the Xi, differed from what had been previously described. It was demonstrated that low levels of XIST expression were sufficient to keep its RNA associated to the Xi, assuring the silenced state of this chromosome. Besides, evidences have been found that XIST inhibition in human fibroblasts reduces cellular viability. It was possible to demonstrate that DNMT1 is necessary to the maintenance of global genome methylation in untransformed human cells, and the eXISTence of a compensation mechanism involving DNMT3B upregulation. It was also observed that repression of DNMT1 was not sufficient to reactivate genes of the Xi chromosome. Additionally, demethylation of MAOA and XIST promoters was not enough to cause expression of these genes on the inactive and active Xs, respectively. All these results emphasize the requirement of studying the molecular mechanisms of XCI in humans using experimental systems appropriate for the analysis of epigenetic inheritance.
 
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Data de Publicação
2008-09-18
 
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