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Title
On the interaction of desmin with cardiomyogenic genes / eingereicht von Julia Klammer
Additional Titles
Über die Wechselwirkung von Desmin mit kardialen Genen
AuthorKlammer, Julia
Thesis advisorWeitzer, Georg
Published2018
Description77 Seiten : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionAugust 2018
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Desmin / Stammzellen / Kardiogenese / Nanog / Nkx2.5 / Brachyury / Mesp1
Keywords (EN)Desmin / Stem Cells / Cardiogenesis / Nanog / Nkx2.5 / Brachyury / Mesp1
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Abstract (German)

Desmin ist ein Typ-III Intermediärfilament Protein, das in allen Muskelzelltypen exprimiert wird und auch ein sehr früher Marker für Herzvorläuferzellen ist. Das Protein bildet die Intermediärfilamente im Zytoplasma und befindet sich in den Z-Scheiben der quergestreiften Muskulatur und in Verdichtungszonen des Zytoskeletts der glatten Muskulatur, den dense bodies. Zudem wurde Desmin auch um den Nucleus der Zelle lokalisiert und verbleibt bei Zellfraktionierung in der nuklearen Fraktion.

Aufgrund dieser Hinweise, dass Desmin nicht nur an die nukleare Fraktion gebunden bleibt, sondern auch in den Zellkern gelangen kann und somit die Expression der Gene beeinflussen könnte, wollen wir unser Verständnis von den Eigenschaften Desmins als Transkriptionsfaktor (TF) vertiefen.

In dieser Diplomarbeit untersuchen wir daher die Bindung von Desmin an das Nanog Gen, das für seine Rolle in der Pluripotenz bekannt ist, sowohl in embryonalen Stammzellen (ESCs) als auch in kardiovaskulären Vorläuferzellen (CVPCs) mittels Chromatin-immunopräzipitation (ChIP). Dabei inkludieren wir auch andere bereits bekannte TFs, wie Nanog, Nkx2.5, Mesp1 und Brachyury, für die bereits Hinweise auf deren Involvierung in das Transkriptionsnetzwerk um das Nanog Gen gegeben sind. Dazu wird eine Polymerase Kettenreaktion zur Analyse von bereits vorhandenem Material aus ChIPs verwendet.

Weiters untersuchen wir die Bindung von Desmin Fusionsproteinen mit mCherry Tags an dessen Amino- und Carboxyterminus an das Nkx2.5 Gen, das einen Homeobox TF codiert und einen bekannten Marker für Kardiomyozyten darstellt. Die ChIP wird wieder sowohl mit ESCs als auch mit CVPCs ausgeführt, und diesmal wird ein monoklonaler mCherry Antikörper verwendet, um eine hohe Spezifität für Desminbindungssignale zu erreichen.

Die Ergebnisse bringen Hinweise auf die Bindungen von Desmin an das Nanog und das Nkx2.5 Gen, sowohl in ESCs als auch in CVPCs, und legen nahe, dass Desmin als TF für das Nanog und das Nkx2.5 Gen agieren kann und somit möglicherweise Einfluss auf die Kardiogenese und sogar auf die Pluripotenz von Stammzellen haben kann.

Abstract (English)

Desmin, a muscle specific type III intermediate filament, is expressed in all types of muscle cells and is one of the earliest markers for cardiac progenitor cells. It form intermediate filaments in cytoplasm and has been found in the Z-disc of striated muscles and dense bodies of smooth muscle cells, but as of lately it was also located around the nucleus and has been found to stay bound to the nuclear fraction

On the indication, that Desmin is not only bound to the nuclear fraction, but also able to enter the nucleus and influence gene expression, we set out to improve understanding of Desmin in its property as transcription factor (TF).

In this thesis we therefore investigate binding of Desmin to the Nanog gene, known for its role in pluripotency, in embryonal stem cells (ESCs) and cardiovascular progenitor cells (CVPCs) by chromatin immunoprecipitation (ChIP), also including other known TFs Nanog, Nkx2.5, Mesp1 and Brachyury indicated to be involved in the transcription network around the Nanog gene, using polymerase chain reaction (PCR) for analysis of existing ChIP material. Furthermore we investigate the binding of fusion proteins mCherry-Desmin and Desmin-mCherry to the Nkx2.5 gene, encoding a homeobox TF and presenting a well-established marker for the cardiomyocyte lineage, in both ESCs and CVPCs. This is performed by ChIP, this time using a monoclonal mCherry antibody, granting high specifity for Desmin binding signals.

Results show strong indications of Desmin binding to the Nanog gene and the Nkx2.5 gene in ESCs as well as in CVPCs and, considering all previous evidence, Desmin appears to act as transcription factor for the Nanog and Nkx2.5 gene and thus has possibly an influence on cardiogenesis and even pluripotency of stem cells.

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