Universität zu Köln

Averkov, Volodymyr (2016). Tissue-specific roles of Snail-like transcription factors in the embryogenesis of Drosophila melanogaster. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

The family of Snail-like transcription factors is well-known for the regulation of epithelial-mesenchymal transition and its participation in the formation of various cancer tumors. The Drosophila genome contains three genes that belong to the family of Snail-like transcription factors, namely snail, worniu and escargot. At early stages of embryonic development snail is expressed in the mesoderm and acts as one of the key regulators of gastrulation. At later stages of embryonic development snail, worniu and escargot are expressed in the neuroblasts, the cells of the developing nervous system. The three transcription factors cooperate to regulate neurogenesis. The functions that Snail-like transcription factors fulfill in neuroblasts, as well as the mode of cooperation between the proteins remain obscure. Chromatin immunoprecipitation followed by sequencing (ChIP-seq) as well as the comparative analysis of expression patterns was used to get a better understanding of the roles of Snail, Worniu and Escargot in neuroblasts and to elucidate the tissue-specific roles of Snail, in mesoderm and neuroblast development. In this work I characterized the successive expression of snail and worniu during formation of neuroblast cells. Snail mRNA is expressed in a short pulse before and during delamination of neuroblasts, while worniu expression starts at the end of delamination and persists throughout neuroblast´s life. I identified a putative post-transcriptional regulatory mechanism, which assures the presence of Worniu protein exclusively in neuroblast cells that possess stem cell identity. ChIP-seq analysis of Snail´s binding in mesoderm and neuroblasts identified a genome-wide set of putative enhancers and genes that are regulated by Snail in a tissue-specific manner. In total 1703 mesoderm- and 2501 neuroblast-specific Snail-bound regions were identified. 866 regions that are bound by Snail in the mesoderm are also bound in neuroblasts. The established dataset forms the basis for the elucidation of tissue-specific enhancer architecture and the function of Snail in neuroblasts.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Die Familie der Snail-ähnlichen Transkriptionsfaktoren ist bekannt für die Regulation der epithelial-mesenchymalen Transition und ihrer Beteiligung in der Entstehung verschiedener Krebstumoren. Das Drosophiila-Genom beinhaltet drei Gene, welche zur Familie der Snail-ähnlichen Transkriptionsfaktoren gehören: snail, worniu und escargot. In frühen Phasen der Embryonalentwicklung wird snail im Mesoderm exprimiert und ist einer der Hauptregulatoren der Gastrulation. In späteren Phasen der Embryonalentwicklung werden snail, worniu und escargot in den Neuroblasten, den Zellen des sich entwickelnden Nervensystems, exprimiert. Diese drei Transkriptionsfaktoren wirken zusammen an der Regulation der Neurogenese. Die Funktionen, welche Snail-ähnliche Transkriptionsfaktoren in Neuroblasten erfüllen, sowie die Art des Zusammenwirkens der drei Transkriptionsfaktoren sind bisher unbekannt. Die Chromatin-Immunopräzipitation mit anschließender Sequenzierung (ChIP-seq) sowie der Vergleich der Expressionsmuster wurden für ein besseres Verständnis der Funktion von Snail, Worniu und Escargot in Neuroblasten und für die Aufklärung der gewebsspezifischen Funktion von Snail in Mesoderm- und Neuroblastenentwicklung herangezogen. In dieser Arbeit habe ich die aufeinanderfolgende Expression von snail und worniu während der Bildung von Neuroblasten charakterisiert. Snail-mRNA wird für einen kurzen Zeitraum vor und während der Delamination von Neuroblasten exprimiert, während die Expression von worniu am Ende der Delamination beginnt und während der kompletten Lebenszeit des Neuroblasts anhält. Ein vermeintlicher posttranskriptioneller Regulationsmechanismus wurde identifiziert, welcher das Vorhandensein von Worniu-Protein ausschließlich in Neuroblasten mit Stammzellidentität sicherstellt. Die ChIP-seq-Analyse der DNA-Bindung von Snail im Mesoderm und in Neuroblasten führte zur Identifikation einer genomweiten Gruppe vermeintlicher Enhancer und Genen, die durch Snail spezifisch reguliert werden. Insgesamt wurden 1703 Mesoderm- und 2501 Neuroblasten-spezifische Snail-Bindestellen identifiziert. 866 Regionen, die von Snail im Mesoderm gebunden werden finden sich auch in Neuroblasten. Das erhaltene Datenset bildet eine Basis für die weitere Aufklärung der gewebsspezifischen Enhancer-Struktur und der Funktion von Snail in Neuroblasten. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Averkov, Volodymyr vldaverkov@gmail.com UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-65848
Date:	3 February 2016
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institute for Genetics
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Drosophila melanogaster, development, Snail-like family of transcription factors English
Date of oral exam:	16 June 2015
Referee:	Name Academic Title Leptin, Maria Prof. Dr Roth, Siegfried Prof. Dr
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/6584