Epigenetics in gene regulation and chromatin structure.

Abstract

1. Souhrn Metylace histonů hraje důležitou roli téměř ve všech buněčných procesech a udržování její správné hladiny zajišťují histon metyltransferázy a histon demetylázy. Nesprávná regulace hladiny metylace histonů je spojena s narušením regulace genové exprese a následně také s různými vývojovými defekty a nemocemi. V této práci jsme se zaměřili na lyzin demetylázy KDM2A a KDM2B a na jejich KDM2A-SF a KDM2B-SF izoformy postrádající demetylační aktivitu. Lyzin demetylázy KDM2A a KDM2B byly studovány převážně pro svojí demetylační funkci, kterou vykonávají na promotorech obsahujících CpG ostrovy. Jejich alternativní izoformy KDM2A-SF a KDM2B-SF však nebyly doposud detailněji studovány. Hlavním úkolem této práce bylo proto podrobně charakterizovat KDM2A-SF a zaměřit se také na roli, kterou by KDM2A-SF a KDM2B-SF mohli potenciálně hrát v kanonické Wnt signalizaci. Zjistili jsme, že KDM2A-SF mRNA vzniká působením alternativního intronového promotoru a není tak produktem alternativního sestřihu. Ukázali jsme, že KDM2A-SF startovní kodón leží v exonu, který odpovídá KDM2A exonu 14 a určili jsme tak přesnou aminokyselinovou sekvenci KDM2A-SF proteinu. Pomocí knockdown experimentů specifických pro jednotlivé KDM2A izoformy jsme dale ukázali, že KDM2A-SF narozdíl od KDM2A-LF vytváří v jádře distiktní struktury na...

2. Abstract Histone methylation plays an important role in almost all cellular processes and its homeostasis is maintained by histone methyltransferases and histone demethylases. Misregulation of histone methylation levels is associated with gene expression misregulation and consequently also with various developmental defects and diseases. In this thesis we focus on the lysine demethylases KDM2A and KDM2B and on their demethylation deficient isoforms KDM2A-SF and KDM2B-SF. The lysine specific demethylases KDM2A and KDM2B have been predominantly studied for their demethylation function on CpG island-rich gene promoters. However, KDM2A-SF and KDM2B-SF have not been studied in detail. Therefore, the main goal of this thesis was to characterize KDM2A-SF more in detail and to focus on the role that KDM2A/B-SF might potentially play in canonical Wnt signaling pathway. We found that the KDM2A-SF mRNA arises through the action of an alternative intronic promoter and not by alternative splicing. We showed that the KDM2A-SF start codon is located in the exon that corresponds to KDM2A exon 14 and we thus determined the exact amino acid sequence of the KDM2A-SF protein. Furthermore, using an isoform specific knockdown assay we showed that KDM2A-SF, unlike KDM2A-LF, forms distinct nuclear foci on pericentromeric...