Cellular growth and proliferation are among the most important processes for cells and
organisms. One of the major determinants of these processes is the amount of proteins
and consequently also the amount of ribosomes. Their synthesis involves several hundred
proteins and four different ribosomal RNA species, is highly coordinated and very
energy-demanding. However, the molecular mechanims of transcriptional regulation of
the protein-coding genes involved, is only poorly understood in mammals.
In this thesis, unbiased genome-wide knockout reporter screens were performed, aiming
to identify previously unknown transcriptional regulators of ribosome biogenesis
factors (RiBis), which are important for the assembly and maturation of ribosomes,
and ribosomal proteins (RPs), which are ribosomal components themself. With that
approach and follow-up (validation) experiments, ALDOA and RBM8A among others,
could be identified as regulators of ribosome biogenesis.
Depletion of the glycolytic enzyme ALDOA led to a downregulation of RiBi- and RPpromoter
driven reporters on protein and transcript level, as well as to a downregulation
of ribosome biogenesis gene transcripts and of mRNAs of other genes important for
proliferation.
Reducing the amount of the exon junction complex protein RBM8A, led to a more prominent
downregulation of one of the fluorescent reporters, but this regulation was independent
of the promoter driving the expression of the reporter. However, acute protein
depletion experiments in combination with nascent RNA sequencing (4sU-Seq)
revealed, that mainly cytosolic ribosomal proteins (CRPs) were downregulated upon
acute RBM8A withdrawal. ChIP experiments showed RBM8A binding to promoters of
RP genes, but also to other chromatin regions. Total POL II or elongating and initiating
POL II levels were not altered upon acute RBM8A depletion.
These data provide a starting point for further research on the mechanisms of transcriptional
regulation of RP and RiBi genes in mammals. / Zelluläres Wachstum und Proliferation zählen zu den wichtigsten Prozessen für Zellen
und Organismen. Eine der größten Determinanten dieser Prozesse ist die Menge an
Proteinen und in der Konsequenz auch die Menge an Ribosomen. Deren Synthese
erfordert mehrere hundert Proteine und vier verschiedene ribosomale RNA-Spezies,
ist stark koordiniert und sehr energiefordernd. Dennoch sind die molekularen Mechanismen
der transkriptionellen Regulation der beteiligten protein-kodierenden Gene in
Säugetieren nur schlecht verstanden.
In dieser Arbeit wurden hypothesenfreie genomweite Knockout-Reporterscreens mit
dem Ziel durchgeführt, bisher unbekannte transkriptionelle Regulatoren von ribosomalen
Biogenesefaktoren (RiBis), welche wichtig für den Zusammenbau und die Reifung
der Ribosomen sind, und ribosomalen Proteinen (RPs), welche selbst ribosomale Bestandteile
sind, zu identifizieren. Durch diesen Ansatz und nachfolgende (Validierungs-
)Experimente, konnten unter anderem ALDOA und RBM8A als Regulatoren ribosomaler
Biogenese identifiziert werden.
Eine Depletion des glykolytischen Enzyms ALDOA führte sowohl zu einer Herunterregulation
von RiBi- und RP-Promotor-gesteuerten Reportern auf Protein- und Transkriptebene,
als auch zu einer Herunterregulation von ribosomalen Biogenesegentranskripten
und von mRNAs anderer für die Proliferation wichtiger Gene.
Eine Reduktion der Menge des Exon-Junction-Komplexproteins RBM8A führte zu
einer deutlicheren Herunterregulation eines der beiden fluoreszierenden Reporter,
aber diese Regulation war unabhängig vom Promotor, der die Expression des Reporters
steuert. Akute Proteinabbauexperimente in Verbindung mit einer Sequenzierung
naszenter RNA (4sU-Seq) zeigten allerdings, dass hauptsächlich zytosolische
ribosomale Proteine (CRPs) nach akuter RBM8A-Depletion herunterreguliert waren.
ChIP-Experimente zeigten RBM8A-Bindung an Promotoren von RP-Genen, aber auch
an andere Chromatinregionen. Gesamt-POL II- oder elongierende und initiierende POL
II-Mengen waren nach akuter RBM8A-Depletion nicht verändert.
Diese Daten stellen einen Ausgangspunkt für weitere Forschung zu den Mechanismen
transkriptioneller Regulation von RP- und RiBi-Genen in Säugetieren dar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:27901 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Schwarz, Jessica Denise |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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