Derivation and maintenance of mouse haploid embryonic stem cells.

Ploidy represents the number of chromosome sets in a cell. Although gametes have a haploid genome (n), most mammalian cells have diploid genomes (2n). The diploid status of most cells correlates with the number of probable alleles for each autosomal gene and makes it difficult to target these genes via mutagenesis techniques. Here, we describe a 7-week protocol for the derivation of mouse haploid embryonic stem cells (hESCs) from female gametes that also outlines how to maintain the cells once derived. We detail additional procedures that can be used with cell lines obtained from the mouse Haplobank, a biobank of >100,000 individual mouse hESC lines with targeted mutations in 16,970 genes. hESCs can spontaneously diploidize and can be maintained in both haploid and diploid states. Mouse hESCs are genomically and karyotypically stable, are innately immortal and isogenic, and can be derived in an array of differentiated cell types; they are thus highly amenable to genetic screens and to defining molecular connectivity pathways.UK Dementia Research Institute fellowship (MC_PC_17111)

Canonical PRC1 controls sequence-independent propagation of Polycomb-mediated gene silencing

Polycomb group (PcG) proteins play critical roles in the epigenetic inheritance of cell fate. The Polycomb Repressive Complexes PRC1 and PRC2 catalyse distinct chromatin modifications to enforce gene silencing, but how transcriptional repression is propagated through mitotic cell divisions remains a key unresolved question. Using reversible tethering of PcG proteins to ectopic sites in mouse embryonic stem cells, here we show that PRC1 can trigger transcriptional repression and Polycomb-dependent chromatin modifications. We find that canonical PRC1 (cPRC1), but not variant PRC1, maintains gene silencing through cell division upon reversal of tethering. Propagation of gene repression is sustained by cis-acting histone modifications, PRC2-mediated H3K27me3 and cPRC1-mediated H2AK119ub1, promoting a sequence-independent feedback mechanism for PcG protein recruitment. Thus, the distinct PRC1 complexes present in vertebrates can differentially regulate epigenetic maintenance of gene silencing, potentially enabling dynamic heritable responses to complex stimuli. Our findings reveal how PcG repression is potentially inherited in vertebrates

Menschen schützen und unterstützen: warum Solidarität weiterhin gefragt ist in der Pandemie

Seit Beginn der Pandemie hat sich unser Fachwissen sowohl über die Ausbreitung des Virus als auch über Präventionsmaßnahmen vervielfacht. Tests, Impfungen und Therapien sind verfügbar und viele Fragestellungen durch die Erkenntnisse der letzten Jahre gelöst worden. Trotzdem bleibt die Entscheidungsfindung für Interventionen im Sinne der öffentlichen Gesundheit weiterhin eine Herausforderung. Dafür kann die unabhängige und interdisziplinäre Wissenschaft weiterhin wichtige Impulse setzen und Perspektiven liefern. Dieses Papier stellt einige zentrale Punkte zusammen, die aus einem intensiven Diskursprozess entstanden sind, der in den letzten Monaten unter den angeführten Expert*innen und Wissenschafter*innen verschiedener Disziplinen stattgefunden hat. Es besteht der Grundkonsens, dass eine gesundheitspolitische und ethische Notwendigkeit besteht, den Schutz jener Menschen im Blick zu behalten, welche anfälliger für schwere COVID-19 Krankheitsverläufe, als auch Long Covid sind, sowie deren Umfeld und generell im Hinblick auf Gesundheitsfragen vorsichtig agierende Personen. Dieses Papier soll Bewusstsein für die Thematik stärken, und Entscheidungsträger:innen sensibilisieren und darin unterstützen, diese Personenkreise in ihren Überlegungen im Blick zu behalten

Covid-19: Szenarien für Herbst/Winter 2022 – und darüber hinaus

Die vergangenen Monate haben dynamische Entwicklungen der Pandemie verdeutlicht. Als Folge dessen kam es quasi zeitgleich in Österreich im ersten Quartal des Jahres 2022 neben dem Beschluss äußerst restriktiver Vorgaben wie der Impfpflicht auch wieder zur Aufhebung fast aller Schutzmaßnahmen im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie. Die letzten beiden Jahre haben gezeigt, wie dynamisch und rasch sich die Situation phasenweise in der Pandemie ändern kann. Jede Phase erfordert – und je länger die Pandemie andauert, umso mehr – verstärkt interdisziplinäre Zugänge und klare Zielsetzungen für Public Health Interventionen. Dies ist einerseits im Sinne einer verständlichen Kommunikation gegenüber der allgemeinen Bevölkerung wichtig, und andererseits im Sinne einer effektiven Bekämpfung der Ausbreitung der Pandemie unbedingt erforderlich

DNA sequence and chromatin modifiers cooperate to confer epigenetic bistability at imprinting control regions

Genomic imprinting is regulated by parental-specific DNA methylation of imprinting control regions (ICRs). Despite an identical DNA sequence, ICRs can exist in two distinct epigenetic states that are memorized throughout unlimited cell divisions and reset during germline formation. Here, we systematically study the genetic and epigenetic determinants of this epigenetic bistability. By iterative integration of ICRs and related DNA sequences to an ectopic location in the mouse genome, we first identify the DNA sequence features required for maintenance of epigenetic states in embryonic stem cells. The autonomous regulatory properties of ICRs further enabled us to create DNA-methylation-sensitive reporters and to screen for key components involved in regulating their epigenetic memory. Besides DNMT1, UHRF1 and ZFP57, we identify factors that prevent switching from methylated to unmethylated states and show that two of these candidates, ATF7IP and ZMYM2, are important for the stability of DNA and H3K9 methylation at ICRs in embryonic stem cells

Genetic analysis of the Sall transcription factor family in murine development

Spalt (sal)-like proteins are transcription factors that are described for nematodes, shrimp, insects and multiple chordata analyzed till date. Mutations in genes of the spalt like transcription factor family have been shown to manifest in phenotypic aberrations in several model organisms. Moreover, humans carrying mutations in spalt like genes suffer from various developmental defects. A deeper understanding of the role of Sall genes in mammalian development will therefore be required to gain insights into general development as well as elucidate the underlying principles of Townes-Brocks Syndrome and Duane-Radial Ray Syndrome, caused by mutations in SALL1 and SALL4 respectively. Mouse is the closest system to humans that is accessible to reverse genetics. Therefore, I decided to study the effects of loss of Sall orthologous genes in Mus musculus by means of genetic manipulation. This approach generated phenotypes with full penetrance that enables the investigation of cellular responses to SALL proteins. As a result, I have identified a novel function for Sall genes in maintenance of pluripotency within progenitor populations