Alternative mechanisms of gene regulation during hematopoiesis

Abstract

Gene regulation orchestrates the development of different cell types and organs from the same genetic blueprint. While the basic mode of gene regulation is driven by transcription factors, there are a variety of other mechanisms that determine the amount of RNA produced per genes. In this work we first investigate specifically intron retention as a mode of alternative splicing that alters the cellular transcriptomes. As a model, we use hematopoiesis. We compare intron retention in different stages of human and mouse B-cell development to granulocyte differentiation. We further explore expression and binding patterns of splicing regulatory factors. Second, we investigate the role of lncRNAs in the transdifferentiation of B-cell related lymphoma cells to macrophages. We specifically explore the role of a set of upregulated lncRNAs during this process. We deplete their expression during transdifferentiation with CRISPR/Cas9 to identify potential genes that retard or block the process and therefore are crucial for changing cell identity.

La regulació gènica determina el desenvolupament dels diferents tipus cel·lulars, teixits i òrgans. Tot i que el mode bàsic de regulació és dirigit per factors de transcripció, existeixen una gran varietat de mecanismes que contribueixen a determinar la quantitat de RNA produïda pels gens. En aquest treball, investiguem en primer lloc la retenció d’introns com un tipus d’splicing alternatiu que altera el transcriptome cel·lular. Com a model biològic, ens centrem en la hematopoesi. Comparem la retenció d’introns en diferents estadis del desenvolupament de limfòcits B en humà i ratolí amb la retenció durant la diferenciació del granulòcits. Estudiem també el patró d’expressió i d’unió (binding) dels factors de regulació de l’splicing. En segon lloc, investiguem el paper dels RNA llargs no codificants (long non coding RNAs, lncRNAs) en la transdiferenciació de limfòcits B a macròfags. En particular, el paper d’aquells lncRNAs que son regulats positivament durant aquest procés. Reduïm la seva expressió durant la transdiferenciació mitjançant la tècnica CRISPR/Cas9 amb l’objectiu d’identificar gens amb el potencial de retardar o de bloquejar el procés i que, en conseqüència, pugui jugar un paper crucial en el canvi de la identitat cel·lular.