The Prion protein (PrP), which is the causative agent of scrapie diseases, has a still unclear physiological function, despite 30 years of research on its nature. However, a preponderance of evidence is beginning to support the idea that cellular prion protein (PrPC) has a pro-survival function. Here, we study the regulation of the prion protein gene (PRNP) in this context, as the regulation of the PRNP gene is not well understood. By homology, we identified in the PRNP a novel promoter element which bears similarity to the Endoplasmic Reticulum Stress Response Element (ERSE). This novel ERSE ("ERSE-26") is able to regulate PRNP endogenously in response to endoplasmic reticulum (ER) stress. In order to determine whether or not the ERSE-26 exists elsewhere in the genome and what is co-regulated with PRNP, we conducted a bioinformatic search and identified 38 other genes with an ERSE-26. Their expression was confirmed by treating cultured primary human neurons and MCF-7 cells with the ER stressors Brefeldin A, Tunicamycin and Thapsigargin and conducting Reverse Transcriptase PCR or Quantitative PCR. We found that the genes SESN2, GADD45B and PRNP were significantly upregulated, and others showed an upward trend. Finally, a luciferase reporter construct containing the ERSE-26 only was used to identify that the ER stress transcription factor XBP1 is a transcription factor that induces ERSE-26 activity. Finally, we conducted a literature search to determine what functions of the cell are co-regulated with PRNP with the ERSE-26. Oxidative stress response and pro-survival genes were found in the ERSE-26 genes and found to be the most upregulated by the ERSE-26, strengthening the case for PrPC as a pro-survival gene. / La protéine Prion (PrP), qui est l'agent infectieux causant les encéphalopathies transmissibles, n'a pas toujours un rôle bien identifié dans la cellule, malgré 30 ans de recherche sur sa fonction physiologique. Cependant, de plus en plus de preuves commencent à impliquer PrP dans des fonctions de protection dans la cellule. Dans cette étude, nous avons étudié la régulation peu connue du promoteur du gène qui encode PrP (PRNP). Par homologie de séquence, nous avons identifié un nouvel élément dans le promoteur de PRNP qui ressemble à l'Endoplasmic Reticulum Stress Response Element (ERSE). Ce nouvel ERSE (appelé ERSE-26) est capable de réguler l'expression du PRNP de manière endogène en réponse au stress dans le réticulum endoplasmique (RE). Pour savoir si l'ERSE-26 existe ailleurs dans le génome et afin de trouver d'autres gènes régulé avec PRNP, nous avons fait une recherche bioinformatique dans le génome entier. Nous avons identifié 38 gènes contenant aussi un ERSE-26 dans leur promoteur. Afin de confirmer l'expression de ces gènes en réponse au stress ER, nous avons traité des cultures de neurones primaires humains et des cellules MCF-7 avec les activateurs du stress RE Brefeldin A, Tunicamycin et Thapsigargin, puis vérifié l'expression par Transcriptase Inverse PCR (RT-PCR) ou RT-PCR quantitative. Nous avons montré l'induction des gènes GADD45B, SESN2 et PRNP, et d'autres ont montré une tendance positive. Ensuite, un plasmide rapporteur luciferase contenant l'ERSE-26 seulement a été utilisé pour montrer que le facteur de transcription du stress ER XBP1 est un facteur de transcription responsable pour l'activité de l'ERSE-26. Finalement, nous avons fait une recherche dans la littérature afin de déterminer la fonction des gènes contenant ERSE-26. Les gènes répondant au stress oxydant et les gènes pro-survie étaient parmi les gènes ERSE-26, et aussi ont été le plus induits, soutenant le rôle protecteur du PrP dans la cellule.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.116963 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Misiewicz, Michael |
| Contributors | Andrea LeBlanc (Internal/Supervisor), Derek Ruths (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Anatomy and Cell Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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