The effects of overexpression of Rhox5 on key genes for pluripotency and germline in mouse embryonic stem cells

Abstract

Rhox (Reproductive Homeobox on X) genin eru hópur umritunarþátta. Tjáning þeirra er virkjuð snemma í fósturþroskun músa að tilstuðlan þriggja umritunarþátta; Blimp1, AP2γ og PRDM14 sem saman ræsa fyrir myndun frumkímfrumna. Frumkímfrumur eru forverar kímfrumna sem undirgangast meiósu til að mynda sæði og egg, en rannsóknir hafa bent til þess að Rhox umritunarþættirnir gegni mikilvægu hlutverki í bæði þroskun kímfrumna og fósturþroska. Rhox genaklasinn er samansettur af 33 genum, en þau eru öll staðsett í þéttu munstri á stöku genaseti á X litningnum. Rhox5 sem áður gekk undir nafninu „Pem“ var fyrst Rhox genanna til að uppgötvast og er því oft kallað „ættfaðir“ Rhox fjölskyldunnar. Rhox5 sem er fyrst og fremst tjáð í frumkímfrumum hefur verið rannsakað grannt síðan það var fyrst uppgötvað. Markmið þessa verkefnis var að kanna sameindaferla Rhox5 með því að ræsa tjáningu þeirra í stofnfrumum úr fósturvísum músa og rekja áhrif þeirra á umritunarþætti sem merkja fyrir grunnástand (t.d. Oct4, Sox2 and Prdm14) og kímlagsvakta (t.d. Dnmt3b, Oct6 and Otx2) fjölhæfni með qPCR tækni. Samanteknar niðurstöður verkefnisins sýna að fyrrnefndir þættir eru almennt tjáðir í minna magni í frumum sem yfirtjá Rhox5. Út frá niðurstöðum þessa verkefnis má álykta að Rhox5 taki þátt í sameindaferlum sem leiði til bældrar tjáningar þessara þátta, en með hvaða hætti, er efni fyrir frekari rannsóknir.

The Rhox (Reproductive Homeobox on X) genes are a group of transcription factors (TF) which are expressed in the early stages of embryonic development in mice, following the expression of BLIMP1, AP2γ and PRDM14 which together mediate the formation of primordial germ cells (PGCs). PGCs are the progenitors of gametes which in turn through meiosis form sperm and eggs, but research suggests that the Rhox genes serve important roles in the development of gametes as well as embryogenesis. The Rhox gene cluster consists of 33 genes, all of which are entirely localized on a single locus on the X chromosome. Rhox5, previously called “Pem”, was the first of the Rhox genes to be discovered and is often referred to as the “founder gene” of the Rhox family. Rhox5 is primarily expressed in primordial germ cells and has been subject to many studies since its discovery. The goal of this project was to further understand how Rhox5 affects transcription of other factors. This was done by inducing its expression in mouse embryonic stem cells (mESC) and tracing its effect on TFs important in the generation and maintainance of ground state (E.g. Oct4, Sox2 and Prdm14) and primed (E.g. Dnmt3b, Oct6 and Otx2)) pluripotency, using qPCR analysis. Together the results of this projects indicated a significant decrease in expression of the factors previously mentioned in Rhox5 overexpressing cultures, suggesting a possible role in the downregulation of said factors. Through which mechanisms, may be subject to further study.