Improper acquisition of DNA methylation patterns during the fetal period in germ cells of male mice is associated with impaired meiosis and infertility. MTHFR is a key folate pathway enzyme involved in providing methyl groups for DNA methylation. The goal of these studies was to evaluate DNA methylation patterns in spermatogonia from mice heterozygous for a targeted deletion in Mthfr (Mthfr+/-) as compared to those of their wildtype, Mthfr+/+, littermates. DNA methylation patterns were similar at imprinted genes and intergenic sites across chromosome 9 in neonatal spermatogonia of Mthfr+/+ and Mthfr+/- mice. We then established spermatogonial stem cell (SSC) cultures from Mthfr+/+ and Mthfr+/- mice to examine the stability of DNA methylation patterns over time in culture and determine whether methionine supplementation could restore any DNA methylation defects caused by MTHFR haplosufficiency. There were no differences detected between early and late passages, suggesting DNA methylation patterns in SSC clusters are generally stable in culture. Cultured SSC clusters treated with 20-fold normal medium methionine concentrations showed an overall increase in the levels of DNA methylation across chromosome 9, indicating DNA methylation can be perturbed in culture. Additionally, Mthfr+/- SSC clusters cultured in varying concentrations of methionine demonstrated a significantly increased variance of DNA methylation at multiple loci across chromosome 9 compared to Mthfr+/+ SSC clusters treated the same way. Together our results provide evidence that DNA methylation patterns of SSC clusters are stable in culture but can be perturbed by altered methionine and MTHFR levels. / L'acquisition inexacte de patrons de méthylation d'ADN des cellules germinales pendant la période fœtale chez la souris mâle est associée à des désordres de méiose et d'infertilité. L'enzyme MTHFR joue un rôle clé dans le processus de méthylation d'ADN puisqu'elle est impliquée dans une cascade produisant les groupements méthyles nécessaires à la réaction. L'objectif des travaux présentés dans ce mémoire était d'évaluer les profiles de méthylation d'ADN dans les spermatogonies provenant de souris hétérozygotes pour une suppression ciblée de Mthfr (Mthfr+/-), en comparaison avec celles découlant des compagnons de type sauvage de la même portée (Mthfr +/+). Nous avons déterminé que dans les spermatogonies néonatales de souris Mthfr+/+ et Mthfr+/- les patrons de méthylation sont demeurés similaires au niveau des gènes à empreinte ainsi qu'à divers sites intergéniques retrouvés à travers le chromosome 9. Subséquemment nous avons établi un système de culture de cellules souches spermatogoniales (SSC) à partir de souris Mthfr+/+ et Mthfr+/- afin d'examiner la stabilité des profiles de méthylation en culture et de déterminer si un supplément de méthionine peut restaurer un dérèglement de méthylation d'ADN causé par une haploinsuffisance de MTHFR. La période de culture (nombre de passages faible vs élevé) n'a nullement altérée les patrons de méthylation d'ADN, ce qui suggère que cette modification épigénétique est globalement très stable dans les SSCs en culture. Le traitement de ces même SSCs avec un milieu 20 fois plus élevé en méthionine occasionne par contre une augmentation des niveaux globaux de méthylation d'ADN à travers le chromosome 9, démontrant que cette modification post-traductionnelle peut être perturbée en culture. De plus, la culture des SSCs Mthfr+/- dans diverses concentrations de methionine démontre une augmentation significative de la variance des niveaux de méthylation d'ADN pour une multitude de loci à travers le chromosome 9 comparativement aux SSCs Mthfr+/+ soumis aux mêmes traitements. Ensemble, nos résultats suggèrent que les patrons de méthylation d'ADN des SSCs sont normalement stables en culture mais peuvent cependant être perturbés par les niveaux de méthionine et MTHFR.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110667 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Garner, Justine |
| Contributors | Jacquetta M Trasler (Internal/Supervisor) |
| 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 Human Genetics) |
| 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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