Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-855
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dc.contributor.authorSchick, Sandra
dc.date.accessioned2017-06-02T06:29:16Z
dc.date.available2017-06-02T08:29:16Z
dc.date.issued2017
dc.identifier.urihttps://openscience.ub.uni-mainz.de/handle/20.500.12030/857-
dc.description.abstractBiological processes such as cellular differentiation or response to environmental stimuli require gene expression adaptations. Such plastic remodeling is achieved by the application of diverse mechanisms that involve transcriptional and epigenetic modulations. In order to gain deeper insights into the molecular changes, the expression and chromatin alterations occurring in response to UV irradiation, circadian rhythm and neuronal cell fate commitment were investigated in this thesis. To this end, molecular experiments and high-throughput sequencing techniques were applied along with bioinformatics and mathematical modeling analyses. These comprehensive investigations have revealed multiple, interconnected processes that regulate diverse gene expression variations upon exposure to stimuli. As a consequence of UV irradiation, the chromatin in fibroblasts underwent drastic alterations. This included a genome-wide loss of chromatin accessibility as well as a reorganization of the histone modification H3K27ac. These epigenetic variations could explain the observed expression changes of numerous genes. In the context of circadian rhythm, transcription factors and epigenetic regulators with a circadian expression pattern were identified. These factors represent putative regulators of the core clock network (e.g., ZFP28) or other genes that display a circadian expression (e.g., ZFP28 and LEO1). Furthermore, this thesis highlights a fate commitment role of PAX6 in neural progenitor cells, where it acts as a gatekeeper by directly or indirectly activating ectodermal genes and repressing genes that are important for other linages. Additionally, a novel PAX6 target, Ift74, was demonstrated to be required for in vivo neurogenesis. In summary, this thesis revealed diverse, especially chromatin-mediated mechanisms, which cells utilize to respond to stimuli. Moreover, it contributes towards the understanding of the underlying gene regulatory networks.en_GB
dc.description.abstractBiologische Prozesse, wie beispielsweise zelluläre Differenzierung oder Reaktion auf Umgebungsreize, erfordern Anpassungen der Genexpression. Solche plastischen Veränderungen werden mithilfe verschiedener Mechanismen einschließlich transkriptioneller oder epigenetischer Regulierung erzielt. Um tiefere Einblicke in die zugrunde liegenden molekularen Vorgänge zu gewinnen, wurden im Rahmen dieser Dissertation Expressions- und Chromatinveränderungen untersucht, die in Folge von UV-Bestrahlung, zirkadianer Rhythmik oder Festlegung des neuronalen Zellschicksals auftreten. Hierzu wurden sowohl molekularbiologische Methoden als auch Hochdurchsatz-Sequenziertechniken in Kombination mit bioinformatischen Analysen und mathematischen Modellierungen angewendet. Diese Untersuchungen offenbarten viele miteinander verbundene Prozesse, die reiz-induzierte Expressionsanpassungen regulieren. Als eine Folge von UV Bestrahlung veränderte sich das Chromatin in Fibroblasten drastisch. Dies umfasste eine genom-weite Verringerung der Chromatinzugänglichkeit und eine Umorganisation der Histonmodifizierung H3K27ac. Diese epigenetischen Veränderungen konnten auch die Genexpressionsvariationen, die aus der UV Bestrahlung resultierten, für zahlreiche Gene erklären. Im Rahmen der zirkadianen Rhythmik wurden Transkriptionsfaktoren und epigenetische Regulatoren mit zirkadianer Expression identifiziert. Diese Faktoren repräsentieren mögliche Regulatoren des zugrundeliegenden genetischen Netzwerk der zirkadianen Rhythmik (z.B. ZFP28) oder von anderen zirkadian exprimierten Genen (z.B. ZFP28 und LEO1). Ferner wurde die Rolle von PAX6 auf die Zellschicksalsveränderung von neuralen Vorläuferzellen aufgezeigt. PAX6 übernimmt hierbei eine Weichensteller-Funktion, indem dieser Transkriptionsfaktor direkt oder indirekt ektodermale Gene aktiviert und Gene, die wichtig für andere Entwicklungslinien sind, unterdrückt. Zusätzlich wurde gezeigt, dass Ift74, eines der neu identifizierten PAX6 regulierten Gene, für die in vivo Neurogenese wichtig ist. Zusammenfassend zeigt diese Dissertation die Vielfalt der insbesondere Chromatin-basierten Mechanismen, die Zellen nutzen, um auf Umgebungsreize zu reagieren. Zudem trägt sie zum Verständnis der zugrunde liegenden genregulierenden Netzwerke bei.de_DE
dc.language.isoeng
dc.rightsin Copyrightde_DE
dc.rights.urihttps://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
dc.subject.ddc570 Biowissenschaftende_DE
dc.subject.ddc570 Life sciencesen_GB
dc.titleMolecular mechanisms of gene regulation in response to environmental and developmental stimulien_GB
dc.typeDissertationde_DE
dc.identifier.urnurn:nbn:de:hebis:77-diss-1000013428
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.25358/openscience-855-
jgu.type.dinitypedoctoralThesis
jgu.type.versionOriginal worken_GB
jgu.type.resourceText
jgu.description.extentXIII, 218 Seiten
jgu.organisation.departmentExterne Einrichtungen-
jgu.organisation.year2017
jgu.organisation.number0000-
jgu.organisation.nameJohannes Gutenberg-Universität Mainz-
jgu.rights.accessrightsopenAccess-
jgu.organisation.placeMainz-
jgu.subject.ddccode570
opus.date.accessioned2017-06-02T06:29:16Z
opus.date.modified2018-08-10T09:37:12Z
opus.date.available2017-06-02T08:29:16
opus.subject.dfgcode00-000
opus.organisation.stringExterne Einrichtungen: Institut für Molekulare Biologie gGmbH (IMB)de_DE
opus.identifier.opusid100001342
opus.institute.number5050
opus.metadataonlyfalse
opus.type.contenttypeDissertationde_DE
opus.type.contenttypeDissertationen_GB
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