"Personaalne uurimistoetus" projekt PUT374
PUT374 (PUT374) "AHR-sõltuvad raku pluripotentsuse mehhanismid (1.01.2014−31.12.2017)", Toivo Maimets, Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, molekulaar- ja rakubioloogia instituut.
PUT374
AHR-sõltuvad raku pluripotentsuse mehhanismid
Mechanisms of AHR-dependent regulation of cell pluripotency
1.01.2014
31.12.2017
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalne uurimistoetus
Otsinguprojekt
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.1. BiokeemiaP310 Proteiinid, ensümoloogia1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2014−31.12.201448 960,00 EUR
01.01.2015−31.12.201548 960,00 EUR
01.01.2016−31.12.201648 960,00 EUR
01.01.2017−31.12.201748 960,00 EUR
195 840,00 EUR

Rakkude pluripotentne olek on määratletud teatud transkriptsioonifaktorite (näit. Oct4, Nanog, Sox2) ekspressiooniga, mis lülitavad sisse oma märklaudgeenid. On näidatud, et ka mikro-RNA-d on olulised pluripotentsuse ja tüviraku diferentseerumise regulaatorid. Arüülsüsivesinike retseptor AHR on transkriptsioonifaktor, mida on seostatud mitmesuguste kasvajate tekkega. Meie esialgsed andmed näitavad, et AHR võib olla seotud rakkude pluripotentse staatuse säilitamisega, see omadus aga muudab AHR-i heaks märklauaks kasvajarakkude potentsi kontrollimisel. Me planeerime nimetatud hüpoteesi kontrollida uurides AHR-sõltuvaid raku pluripotentsuse kontrolli mehhanisme, keskendudes rakutsükli regulaatorvalkudele (p53, p16Ink4a and p27) ja osalevatele mikro-RNA-dele (miR-302). Samuti uurime me detailselt üksiku raku tasemel, millisel viisil mõjutab AHR aktiivsuse moduleerimine transkriptsioonifaktorite Oct4, Nanog ja Sox2 ekspressiooni.
Pluripotent state of cell is determined by the expression of certain transcription factors (e.g. Oct4, Nanog, Sox2), which in turn regulate their downstream genes. micro-RNAs have also been shown to be important regulators of pluripotency and stem cell differentiation. Aryl hydrocarbon receptor (AHR) is a transcription factor associated with the formation of various types of tumors. Our preliminary data indicate that AHR may be directly involved in keeping the pluripotent status of cells, therefore making it a good target for controlling the potency of tumor cells. We will control this hypothesis and study the AHR-dependent mechanisms involved in the regulation of cell pluripotency, concentrating on proteins regulating the cell cycle (p53, p16Ink4a and p27) and miRNAs possibly involved (miR-302). We will also study in detail, how modulation of AHR activity affects the expression of transcription factors Oct4, Nanog and Sox2 at single cell level.
Arüülsüsivesinike retseptor (AHR) on ligandide poolt aktiveeritav transkriptsioonifaktor, mis on eelkõige tuntud kui dioksiinitaoliste kemikaalide metabolismis osaleja ning seetõttu nende toksiliste ühendite kahjutustaja. Lisaks sellele on aga hiljaaegu näidatud AHR endogeenset rolli, mis hõlmab ka tema osalust reproduktsioonil. Arvestades varasemaid uuringuid, mis näitasid hormonaalse tasakaalu olulisust Ahr regulatsioonil oli meie eesmärgiks uurida, kas hiire granuloosarakkudes gonadotropiinid reguleerivad Ahr ekspressiooni ning mil viisil see toimub. Me leidsime, et folliikulit stimuleeriva hormooni (FSH) taoline molekul PMSG (tiine mära seerumi gonadotropiin) põhjustas Ahr ekspressiooni stimulatsiooni. Inimese koorioni gonadotropiin (hGC) põhjustas aga Ahr mRNA hulga kiire vähenemise preovulatoorsete folliikulite granuloosarakkudes. Me näitasime esimest korda, et luteiniseeriva hormooni/koorioni gonadotropiini retseptor (LHCGR) signalisatsioon Ahr mRNA sünteesiks käib läbi proteiinkinaas A raja ning vähendab Ahr transkriptsioonikiirust. Samuti leidsime me, et koorioni gonadotropiin vähendab Ahr promootori ligipääsetavust, seega rõhutades kromatiini struktuurse modellerimise rolli Ahr geeni regulatsioonil läbi luteiniseeriva hormooni LH. Uurisime ka mehhanismi, mille kaudu tsükliinsõltuvad kinaasid (CDK) kontrollivad rakkude pluripotentsust. Jälgisime pluripotentsusega seotud transkriptsioonifaktorite NANOG, OCT ja SOX2 ekspressiooni pärast rakkude töötlemist kemikaaliga NU6140, mis on CDK2 ja tsükliin A interaktsiooni inhibiitor. Nii pluripotentsed hES kui nullipotentsed hEC rakud reageerisid aktiivse apoptoosiga ning nimetatud transkriptsioonifaktorite vähenenud ekspressiooniga säilinud rakkudes. Täpsemalt blokeeris NU6140 rakud rakutsükli G2-faasis ja takistas nende sisenemise M-faasi. Sellega näitasime CDK2 rolli tüvirakkude pluripotentsuse säilitamisel.