Characterization of macro non-protein-coding RNAs in the mouse genome

Innerhalb des Igf2r Clusters im Genom der Maus überlappt die väterlich exprimierte, lange nicht protein-kodierende RNA (macro long non-codingRNA, macro lncRNA) Airn mit dem Igf2r Gen in entgegengesetzter transkriptioneller Orientierung. Dadurch wird die väterliche Kopie des Igf2r Gens sowohl in embryonalen als auch in adulten Geweben stillgelegt. Verkürzungen vom 3’-Ende zeigten, dass ein Großteil des Airn-Transkripts nicht zur Stilllegung von Igf2r benötigt wird. Um den funktionellen Abschnitt von Airn weiter einzuengen, wurde der Airn Promoter unmittelbar vor den Igf2r Promoter verschoben (forward Airn promoter, FAP). Diese Verkürzung vom 5’- Ende hatte jedoch keinen negativen Effekt auf die Stilllegung von Igf2r. In meiner Diplomarbeit habe ich ein in vitro Stammzell-Differenzierungssystem verwendet, um den Chromatinstatus der Igf2r Promoterregion in Zellen zu untersuchen, die eine väterliche Kopie des FAP-Alleles tragen. Im Wildtyp ist der Igf2r Promoter üblicherweise methyliert und durch repressive Histonmodifikationen gekennzeichnet. Ich konnte jedoch zeigen, dass in differenzierten FAP-Zellen keine Methylierung des Igf2r Promoters stattfindet, dennoch wurde Igf2r stillgelegt. Zusätzlich zeigte der inaktive Igf2r Promoter eine Histonmodifikation, die mit transkriptioneller Aktivierung assoziiert ist. Diese Daten unterstützen die Hypothese, dass Airn nicht über die Interaktion mit inaktivierenden Proteinen funktioniert, sondern Transkription durch den überlappten Igf2r Promoter ausreichend ist um Igf2r am väterlichen Chromosom stillzulegen. Weiters habe ich ein Zellkultursystem etabliert um die Stabilität von lncRNAs zu untersuchen. Die Halbwertszeit ist einer der Parameter um die Funktion von lncRNAs einzuschätzen. Eine stabile RNA indiziert eine Funktion des RNA Produkts, während eine instabile RNA darauf hinweist, dass die Transkription der biologisch relevante Mechanismus ist

<i>Airn</i> Transcriptional Overlap, But Not Its lncRNA Products, Induces Imprinted <i>Igf2r</i> Silencing

Long Noncoding RNAs The past 5 years have uncovered thousands of long (&gt;100 nucleotides) noncoding RNAs (lncRNAs) outpacing our understanding of their functions and mechanisms in regulating the genome. Lee (p. 1435 ) reviews the known and suspected means by which these intriguing molecules control gene expression locally and at great distances, considers potential universal roles for lncRNAs, and warns that classifying these intriguing molecules may be quite challenging given their diversity. The very long noncoding RNA, Airn , silences the Igf2r (insulin-like growth factor 2 receptor) imprinted gene cluster in mammals. Latos et al. (p. 1469 ) show in mouse cells that, rather than recruiting enzymes that modify histones to repress the locus, it is the act of transcription of Airn (and not the Airn gene product) that results in the silencing. </jats:p