Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Epigenetic programming is the main mechanism regulating cell function and gene expression,
through the activation or repression of transcriptional activity. In addition, epigenetics is
closely related to reproductive events such as cell reprogramming and embryo development.
In the first study, the effects of the germinal vesicle (GV) oocyte extract alone, or in
combination with the deacetylase inhibitor Scriptaid, on porcine somatic cell reprogramming
were evaluated. The formation of stem cell-like colonies were observed approximately two
weeks after treatment with oocyte extract or oocyte extract plus Scriptaid. The colony
number, at the time of appearance and after 48 hours, was similar between treatments. Partial
activation of pluripotent, chromatin modifying and DNA methylating genes such as Ezh2 and
Dnmt1, was observed three days after the oocyte extract treatment. However, the mRNA
expression levels of the previous genes were similar to the control 15 days after treatment.
This data suggest that GV oocyte extract is able to induce limited reprogramming in porcine
fibroblasts, seen here by the partial activation of these genes. In the second study, brahmarelated
gene-1 (BRG1), a cofactor and activator of chromatin modifications, and lysine
demethylase 1A (Kdm1A), a repressor of gene expression, were characterized during porcine
embryo development. Kdm1A is involved in the demethylation of both mono- and dimethylations,
H3K4me and H3K4me2, respectively, on lysine 4 of histone 3. Firstly, we
observed that proteins for both factors (BRG1 and Kdm1A) were absent in the nuclei of
metaphase II oocytes, however, the proportion of nuclear localization increased on day 3-4 of
embryo development. This time point coincides with the embryonic genome activation (EGA)
in swine. Furthermore, using a well-established model of embryo developmental competence,
based on time of first cleavage, it was verified that these factors were regulated during
embryo development and are correlated with mRNA expression of other demethylases and
H3K4me and H3K4me2 levels during EGA. It was also observed that BRG1 and Kdm1A
levels are correlated with embryo cell numbers during EGA. These data suggest that BRG1
and Kdm1A participate in the regulation of H3K4 methylation during embryonic genome
activation, and consequently, embryo development in swine. / A epigenética tem se destacado como a principal moduladora das funções celulares e
reguladora da expressão gênica, seja pela ativação ou repressão da atividade transcricional.
Além disso, a epigenética está relacionada diretamente a processos reprodutivos como a
reprogramação celular e o desenvolvimento embrionário. Em um primeiro estudo, foi
avaliado o efeito do extrato de oócitos em vesícula germinativa (VG), isoladamente, ou em
associação com o inibidor de deacetilase, Scriptaid, sobre o potencial de reprogramação
celular em células somáticas suínas. Foi observada a formação de colônias semelhantes à
células-tronco pluripotentes aproximadamente duas semanas após o tratamento com o extrato
de oócitos ou extrato de oócitos associado ao Scriptaid. O número de colônias, no dia de
aparecimento e 48 horas após esse período, foi semelhante entre as células tratadas somente
com o extrato de oócitos ou em associação com Scriptaid. Foi observada ainda a ativação
parcial de genes de pluripotência celular e de genes reguladores de modificações de cromatina
e de metilação de DNA, como o Ezh2 e o Dnmt1, três dias após o tratamento com extrato de
oócitos. No entanto, 15 dias após o tratamento, esses níveis retornaram aos níveis do controle.
Esses dados sugerem que o extrato de oócitos em estádio de VG é capaz de induzir uma
reprogramação parcial nos fibroblastos suínos, caracterizada pela indução parcial de
pluripotência e modulação de modificadores epigenéticos. Em um segundo estudo, foram
caracterizados o co-fator ativador e remodelador de cromatina (BRG1), e a lisina demetilase 1
A (KDM1A), durante o desenvolvimento embrionário de suínos. A KDM1A atua na
desmetilação da mono e dimetilação da lisina 4 da histona 3 (H3K4m3 e H3K4me2,
respectivamente). Primeiramente, foi verificado que as proteínas desses fatores não estão
presentes no núcleo de oócitos no estádio de metáfase II, porém estão presentes no núcleo da
maioria dos embriões durante os dias 3-4 do desenvolvimento embrionário, o que coincide
com o momento da ativação do genoma embrionário (EGA), na espécie suína. Além disso,
utilizando um modelo de alta e baixa competência para o desenvolvimento, foi verificado que
a expressão de RNAm desses fatores são regulados durante o desenvolvimento embrionário e
estão correlacionados com a expressão de RNAm de outras enzimas demetilases de lisinas e
com níveis de metilação da H3K4me e H3K4me2 durante a EGA. Observou-se ainda que os
níveis proteicos dos fatores BRG1 e KDM1A parecem ter relação com o numero de células
por embrião durante a EGA. Esses dados sugerem que esses fatores podem apresentar um
envolvimento na regulação da H3K4 durante a ativação do genoma e consequente no
desenvolvimento embrionário.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4125 |
| Date | 26 February 2016 |
| Creators | Glanzner, Werner Giehl |
| Contributors | Gonçalves, Paulo Bayard Dias, Bordignon, Vilceu, Mesquita, Fernando Silveira, Barreta, Marcos Henrique, Comim, Fabio Vasconcellos |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária, UFSM, BR, Medicina Veterinária |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 500500000007, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, fcd33ccc-f08d-428c-b7da-9d3757cf0a96, 1a151ffb-9360-4366-af66-34ab4b421e2e, cde930e5-d271-4b34-9a50-da931c4f4923, adffc152-b51a-4994-bc74-2305d45886af, 4873df17-19c3-4994-9cf4-8c5245e99114, dff123eb-a064-469c-b268-507e3bf82ad6 |
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