Az RYBP szerepének vizsgálata a mezoderma kialakításában és axiális megnyúlásában

Preview	PDF (thesis) Download (5MB) | Preview
Preview	PDF (booklet) Download (435kB) | Preview

Abstract in Hungarian

A korai embrionális fejlődés egyik legfontosabb eseménye a gasztruláció, mely során az őssejtek kilépnek a pluripotens állapotból, hogy létrehozzák a három fő csíralemezt az ekto-, endo- és mezodermát. Ez a folyamat a transzkripciós faktorok és epigenetikai fehérjekomplexek szigorú szabályozása alatt áll. Egy ilyen fehérjéje az RYBP (RING1 and YY1 Binding Protein), a nem-kanonikus Polikomb Represszív Komplex 1-ek (ncPRC1) központi tagja, mely esszenciális szerepet játszik az egér implantációban és kardiális elköteleződésben. Ugyanakkor az RYBP gasztrulációban és axiális megnyúlásban betöltött szerepe még nem ismert. Ezért PhD munkám során célul tűztük ki az RYBP mezoderma kialakulásában és axiális megnyúlásban betöltött szerepének vizsgálatát egér embrionális őssejt alapú 2D-s és 3D-s modell rendszerek segítségével. Kimutattuk, hogy az RYBP jelenléte nélkülözhetetlen két mezoderma eredetű a kardiális és endotéliális progenitor populáció kialakulásához. Továbbá eredményeinkből kiderült, hogy RYBP hiányában a fő csíralemezek kialakulása is zavart szenved, a mezodermális (Brachyury, Eomes) és az endodermális (Sox17, Gata4) marker gének mRNS szintje lecsökkent, míg az ektodermális (Map2, Fg f5) markerek expressziójában növekedés figyelhető meg. Vad típusú embrionális testekben (EB) az RYBP képes volt kolokalizálni mind a BRACHYURY mezodermális, mind pedig a GATA4 endodermális fehérjével, továbbá a mutánsok EB-kben alacsony BRACHYURY és GATA4 fehérje szint megfigyelhető meg. Az RYBP jelenléte szükséges volt még az in vitro gasztruloidok axiális irányú megnyúlásához. A Rybp-/- gasztruloidokat csonka farok fenotípus és alacsony kaudális BRACHYURY szint jellemezte. Végül, a BRACHYURY-t az RYBP új kötődő partnerként azonosítottuk, ami arra utal, hogy a két fehérje a fejlődés során együttműködve fejtheti ki hatását. Összességében az eredményeink rávilágítanak a RYBP eddig ismeretlen szerepére a mezoderma kialakulásban és az axiális megnyúlásban. Reményeink szerint a dolgozatomban bemutatott eredmények hozzájárulnak a gasztruláció és az axiális megnyúlás folyamatainak részletesebb megértéséhez.

Abstract in foreign language

Early embryonic gastrulation is a complex process where undifferentiated cells lose their pluripotency and start to form the three germ layers. This process is regulated by transcription factors and epigenetic regulators, including non-canonical polycomb repressive complex 1s (ncPRC1s). Previously, we reported that ncPRC1-member RYBP (RING1 and YY1 binding protein) is crucial for embryonic implantation and cardiac lineage commitment in mice. However, the role of RYBP in gastrulation and mesoderm formation has not yet been defined. Therefore, in my PhD work we used 2D and 3D in vitro model systems, to analyze the role of RYBP in mesoderm formation and axial elongation. First, we showed that the presence of RYBP is required for two mesoderm derived for cardiac and for endothelial progenitor populations. In the absence of RYBP, the formation of major germ layers was disrupted, and the expression of mesoderm (Brachyury, Eomes, and Gsc) and endoderm (Sox17, Gata4) genes was significantly downregulated, while the ectoderm (Map2, Fgf5) genes were increased. We showed that RYBP can co-localize with mesoderm marker BRACHYURY and endoderm marker GATA4 in wt embryonic bodies (EBs). In the same system Rybp-/- EBs exhibit low BRACHYURY and GATA4 levels and showed altered distribution. By analysing wt and Rybp-/- gastruloids we demonstrated that RYBP is also important for axial elongation. In the absence of RYBP, gastruloids exhibited shortened tails and low BRACHYURY levels in the tailbud. Finally, we identified BRACHYURY as a novel binding partner of RYBP which suggests cooperative function of the two proteins. Together, our results demonstrate the previously unknown role of RYBP in mesoderm formation and axial elongation. We believe our findings will contribute to better understanding of the highly conserved process of gastrulation and axial elongation.

View Item