Ulm, Univ., Habil.-Schr., 1997. / http://vts.uni-ulm.de/query/longview.meta.asp?documentid=382.

University, Diss., 2004--Bonn.

Tierärztl. Hochsch., Diss., 2004--Hannover.

University, Diss., 2005--Bonn.

Sexual antagonism occurs when there is a difference between the optimal strategy of males and females to achieve maximum fitness. Interactions between sexually antagonistic alleles within a locus (intralocus sexual conflict; IASC) means that a mutation can be beneficial for one sex and deleterious for the other. In a recent genome-wide association study in Drosophila melanogaster, several different candidate genes containing antagonistic single-base polymorphisms were identified. In order to validate the sexual antagonistic effects of one of the candidate genes, Laminin A (LanA; chromosome 3), the wild-type alleles 1 and 2 of LanA were recreated in the Canton-S genetic background using CRISPR/Cas9 gene editing. Previous observations showed that homozygotes with allele 2 died, which resulted in this study where the aim was to investigate why flies of D. melanogaster with two copies of this wild-type was apparently lethal and at what developmental stage they died. Four different lines were available, three with allele 1 and one with allele 2. Virgin females that were heterozygous for the TM6B balancer from the each line were divided into two groups. Half were mated with heterozygous males of the same allele and half with heterozygous males of the opposite allele in tubes prepared with a limited amount of dry yeast. The females were then placed in individual tubes for oviposition. The number of eggs, unhatched eggs, wild-type-/tubby- pupae and adults were then counted as the offspring underwent development. The results showed a higher mortality in the larval stage in the genotype A2/A2, and that no pupae/adults were wild-type A2 homozygotes. There was a significant relationship between genotype and each treatment. Since mortality was higher for genotype A2/A2 in the larval stage and that there were no surviving wild-type pupae, it shows that they do not die immediately after fertilization but at a later larval stage. With the help of the results, this study can confirm the hypothesis that lines of D. melanogaster with all A2 do not lose their balance chromosome, but not why it happened. To be able to answer this question, further studies are required based on other hypotheses and questions. / Sexuell antagonism uppstår när det finns en skillnad mellan hanar och honors optimala strategi för att uppnå maximal fitness. Interaktioner mellan sexuellt antagonistiska alleler inom ett lokus (intralocus sexual conflict; IASC) innebär att en mutation kan vara fördelaktig för ett av könen och skadligt för det andra. I en nyligen utförd studie gjordes en ”genome-wide association study” på Drosophila melanogaster där flera olika kandidatgener innehållande antagonistiska enbaspolymorfier identifierades. I syfte att validera sexuellt antagonistiska effekter på en av kandidatgenerna, Laminin A (LanA; kromosom 3), återskapades vildtyp allelerna 1 och 2 av LanA med Canton-S bakgrund med hjälp av CRISPR/Cas9. Tidigare observationer visade att homozygoter med allel 2 dog, vilket mynnade ut i denna studie där syftet var att undersöka varför flugor av D. melanogaster med två kopior av vildtypen dör och i vilket utvecklingsstadium det sker. Fyra olika linjer var tillgängliga, tre med allel 1 och en med allel 2. Jungfruhonor som var heterozygota för TM6B balanskromosom från vardera linje delades upp i två lika stora grupper. Ena gruppen parades med heterozygota hanar med samma allel och andra gruppen med heterozygota hanar av motsatt allel i rör preparerade med en begränsad mängd torrjäst. Honorna placerades sedan i individuella rör för äggläggning. Antalet ägg, okläckta ägg, vildtyp-/tubby- puppor och vuxna räknades under tiden som avkommorna utvecklades. Resultaten visade på en högre mortalitet i larvstadiet i genotypen A2/A2 och att inga puppor/vuxna var vildtyp A2 homozygoter. Det fanns ett signifikant samband mellan genotyp och varje behandling. Då mortaliteten var högre för genotyp A2/A2 i larvstadiet och att det inte fanns några överlevande vildtyp-puppor visar det att de inte dör direkt efter fertilisering utan i ett senare larvstadie. Studien kan med hjälp av resultatet bekräfta hypotesen om att linjer av D. melanogaster med alla A2 inte förlorar sin balanskromosom men inte varför detta sker. För att kunna svara på den frågan krävs ytterligare studier baserat på andra hypoteser och frågeställningar.

Huntington diseases(HD) is a fatal autosomal neurodegenerative genetic disorder, caused by a CAG trinucleotide repeat expansion in the huntingtin (HTT) gene, resulting in a toxic gain-of-function in the mutant huntingtin protein(mHTT). To date, there is no approved treatment to either cure or halt the course of HD. It has been established that wild-type(wt) HTT protein is essential for development and has a critical role for maintaining neuronal health, thus, a preferable approach for treatment is an mHTT specific lowering maintaining the wild type HTT expression. The achievement of an allele specific therapies depends on targetable allele variation, hence in this project, was the allele frequency in the Swedish population investigated and compared with both the total population and the European population selective. The data demonstrated that there is significant differences between populations. Additionally, the gene expression in five human fibroblast from HD patients with CAG repeats varying from 40 up to180, was analyzed as well as the gene variation across tissue , where the human HD brain and two animal brains; a nonhuman primate and a transgenic minipig, was compared. The result demonstrated that there is similarity in the gene expression between the two models and the human brain, where the highest expression was seen in the prefrontal cortex. The results from the gene expression analyze in the cell lines of fibroblast demonstrated that there is difference in expression between CAG repeats. Furthermore could it be seen that there were only two cell lines, HD180 and HD70, that was heterozygous for dACTT, rs362307, and for the SNP, rs7223906, in exon 67. There are various therapeutic approaches in the pipeline for HD as shown in this thesis, and hopefully a treatment for the disease in the not too distant future. / Huntingtons sjukdom är en dödlig autosomal neurodegenerativ genetisk avvikelse, orsakad av en specifik DNA-sekvens, CAG, upprepning i arvsanlaget som kodar för proteinet huntingtin (HTT). Det muterade HTT skadar nervcellerna i hjärnan och leder till att cellerna bryts ner. Idag finns ännu inga godkända terapier för att bota eller stoppa förloppet av Huntingtons sjukdom. Det har konstaterats att det friska HTT protein är betydelsefullt för utvecklingen och att den har en kritisk roll för att upprätthålla hjärnans nervceller. Därför skulle det vara fördelaktigt att som behandling sänka nivåerna av det muterade HTT och samtidigt behålla nivåerna av det friska HTT i en så kallad allel-specifik strategi. Utförandet av en allel-specifik behandling är beroende allel variationen mellan den friska genen och den muterade. Därför undersöktes allel-frekvensen i den svenska populationen och jämfördes mellan den europiska populationens frekvens. Resultatet från denna undersökning påvisade att det finns tydliga skillnader mellan förekomst av allel-variationer mellan olika populationer. Utöver detta undersöktes även genuttrycket i fem mänskliga friboblaster från patienter med Huntingtons med varierande CAG längd, från 40 repetitioner upp till 180 repetitioner, samt genvariationen mellan vävnader i hjärnan. För den sistnämnda användes data från en mänsklig hjärnan med Huntingtons sjukdom och två djurhjärnor; en ifrån en icke-mänsklig primat och ifrån en transgen minigris. Resultatet påvisade likheter mellan genuttrycket mellan den mänskliga hjärnan och djurhjärnorna, och det högsta uttrycket återfanns i prefrontala cortex. Resultat från fibroblastproverna visade att det finns skillnader i genuttryck mellan patienter som innehar olika längd på CAG-sekvensen. D, dessutom var det endast två cellinjerna, HD180 och HD70, som var heterozygoter för dACTT, rs 362307, var det enda somoch variationen i exon 67, rs7223906. Det finns varierande en multitud av tillvägagångssätt som anges i denna uppsats för att behandla utvecklandet av Huntingtons sjukdom i utveckling, , som anges i denna uppsats, och förhoppningsvis är finns ett botemedel inte i en inte alltför avlägsen framtid.

Die räumliche Organisation des Chromatins im Zellkern ist für die Regulierung der Genexpression von großer Bedeutung. Genomische Varianten können die räumliche Organisation jedoch stören und Fehlbildungen und Krankheiten verursachen. In diploiden Genomen sind die meisten genomischen Varianten heterozygot und beeinflussen hauptsächlich das homologe Chromosom, auf dem sie sich befinden. Daher ist eine allelspezifische Analyse wichtig, erweist sich aber mit aktuellen Methoden zur Erfassung der Chromatinkonformation als äußerst schwierig. Erstens ist der Haplotyp, der die Verteilung unterschiedlicher Allele über die homologen Chromosomen beschreibt, oft unbekannt. Zweitens ist, insbesondere in Genomen mit geringer Variantendichte, wie dem menschlichen Genom, eine eindeutige Zuordnung der sequenzierten Genomabschnitte (Reads) zu ihrem Ursprungschromosom häufig nicht möglich, was die Erstellung haplotypspezifischer Chromatinkontaktmatrizen von guter Qualität verhindert. Genome Architecture Mapping (GAM) ist eine vielversprechende neue Methode mit dem Potential zur haplotypspezifischen Analyse der Chromatinkonformation. In dieser Dissertation zeige ich zunächst, dass GAM-Daten wertvolle Haplotypinformationen enthalten. Dann stelle ich GAMIBHEAR vor, einen graphenbasierten Ansatz, der die von GAM-Daten abgeleiteten Phaseninformationen nutzt, um genaue und vollständige Haplotypen zu rekonstruieren. Schließlich stelle ich Co-Phasing vor, eine neue Read-Phasing-Strategie, die erstmalig die eindeutige Zuordnung von variantenfreien Reads zu ihrem homologen Ursprungschromosom ermöglicht und somit auch die Erstellung detaillierter haplotypspezifischer Chromatinkontaktmatrizen in Maus und Mensch. Im Gegensatz zu früheren Erkenntnissen belegen meine Ergebnisse große Unterschiede in der räumlichen Organisation homologer Chromosomenkopien und ermöglichen erstmals einen sehr detaillierten Einblick in die haplotypspezifische Chromatinkonformation des menschlichen Genoms. / The spatial organization of chromatin in the nucleus plays an essential role in precise gene expression. Genomic variants can disrupt this spatial organization, potentially causing malformations and diseases. In diploid genomes, most genomic variants are heterozygous and mainly influence the homologous chromosome they reside on. Studying the effects of these variants in an allele-specific manner is crucial but has proven challenging using current state-of-the-art techniques. First, the haplotype describing the distribution of variant alleles over the homologous chromosomes is often unknown. Second, especially in genomes with a low variant density, such as the human genome, most sequencing reads map to genomic regions that are identical between homologous chromosomes, making it difficult to determine their origin. Thus, the read-phasing efficiency is insufficient to generate haplotype-specific chromatin contact matrices of good quality. Genome Architecture Mapping (GAM) is a promising new method for haplotype-specific analysis of chromatin conformation. In this thesis, I first demonstrate the ability of GAM data to provide valuable haplotype information. Then, I introduce GAMIBHEAR, a graph-based approach that leverages the GAM-derived phase information to infer accurate and complete haplotypes. Finally, building on GAMIBHEAR, I present Co-Phasing, a novel read-phasing strategy that allows for the unique assignment of variant-free reads to their homologous chromosome of origin and thus enables the creation of detailed haplotype-specific chromatin contact matrices in mouse and human. In contrast to previous findings, my results show significant differences in the spatial organization of homologous chromosomes and provide the first detailed view of haplotype-specific chromatin conformation in the human genome.

No description available.

No description available.