Study of the epigenetic cellular memory induced by morphinea next generation sequencing approach

Resumen

Epigenetikak, kanpo faktoreek edo inguruneak norbanakoan izan dezaketen eragina aztertzen du. Azken urteetan, zenbait ikerketek erakutsi dutenez, inguruneak eragin zuzena izan dezake norbanako helduaren ezaugarri fisiologikoetan. Hala ere, kanpo faktoreek umekian eta garapen goiztiarrean izan dezaketen eraginari buruz, ezer gutxi deskribatu da. Geneen adierazpenarekin duten elkarteratzea dela eta, histonen aldaketak informazio epigenetikoaren eragile nagusien artean aurkitzen ditugu, eta memoria epigenetikoan paper garrantzitsua izan dezaketela iradoki da. Hala ere, naiz eta histonen aldaketa espezifikoek transkripzio egoerekin erlazioa duten, epe luzean zehar mantendu daitekeen herentziaren mekanismoa ez da oraindik ere argitu.Hau guztia aztertzeko eta kanpo estimulu eredu bezala morfina erabiliz, bigarren belaunaldiko sekuentziazio teknikak erabili dira kromatina eta transkriptomika analisiak burutzeko. Bertatik H3K27me3 marka epigenetiko errepresiogilearen desdoitze orokor bat hauteman dugu, epe luzeko geneen adierazpen aldaketak sortuz, saguen ama zelula enbrionikoetan. Zehazki morfinaren tratamendu kronikoak eragindako efektua CpG irletan ugariak diren sustatzaileetan, inpronta genomikodun geneen metilazioaren erregulazio eremuetan, lncRNA-etan eta elementu errepikakorretan aurkitu ditugu. Aipatzekoa da, H3K27me3-ren eta bere erregulazio konplexuaren (Polycomb repressive complex 2 edo PRC2), auto erregulazio mekanismo bat identifikatu dugula morfinaren presentzian. Horrez gain, morfinak eragindako H3K27me3-ko aldaketek bi gene espezifikotan sortzen dituen adierazpen aldaketak sakonago aztertu ditugu, Bmp4 eta Smchd1 hurrenez hurren, hauek parte hartzen duten prozesuak guztiz eraldatzen direla aurkituz. Bmp4 enbrioi goiztiarren garapenean eta jatorrizko hozi zelulen sorreran parte hartzen duen hazkuntza faktorea da eta morfinaren ondorioz, bi prozesu horien azkartzea eragiten dela hauteman dugu. Bestalde, Smchd1, X kromosomaren inaktibazioaren mantentze lanetan haritzen da eta gure sisteman morfinaren eraginez erreprimituta aurkitu dugu X kromosomaren birraktibazioa azkartuz.Doktoretza tesi honetan lortutako emaitza hauek, kanpo faktoreek sortutako zelulen arteko memoria epigenetikoaren mekanismo molekularrei buruzko informazio baliagarriaz hornitzen gaituzte, belaunaldiz belaunaldiko oinordekotza epigenetikoa ulertzeko oinarri gisa. Hori dela eta, ezagutza hori heredatu daitezkeen aldaketa epigenetikoen identifikaziorako baliagarria litzateke etorkizunean. // Epigenetikak, kanpo faktoreek edo inguruneak norbanakoan izan dezaketen eragina aztertzen du. Azken urteetan, zenbait ikerketek erakutsi dutenez, inguruneak eragin zuzena izan dezake norbanako helduaren ezaugarri fisiologikoetan. Hala ere, kanpo faktoreek umekian eta garapen goiztiarrean izan dezaketen eraginari buruz, ezer gutxi deskribatu da. Geneen adierazpenarekin duten elkarteratzea dela eta, histonen aldaketak informazio epigenetikoaren eragile nagusien artean aurkitzen ditugu, eta memoria epigenetikoan paper garrantzitsua izan dezaketela iradoki da. Hala ere, naiz eta histonen aldaketa espezifikoek transkripzio egoerekin erlazioa duten, epe luzean zehar mantendu daitekeen herentziaren mekanismoa ez da oraindik ere argitu.Hau guztia aztertzeko eta kanpo estimulu eredu bezala morfina erabiliz, bigarren belaunaldiko sekuentziazio teknikak erabili dira kromatina eta transkriptomika analisiak burutzeko. Bertatik H3K27me3 marka epigenetiko errepresiogilearen desdoitze orokor bat hauteman dugu, epe luzeko geneen adierazpen aldaketak sortuz, saguen ama zelula enbrionikoetan. Zehazki morfinaren tratamendu kronikoak eragindako efektua CpG irletan ugariak diren sustatzaileetan, inpronta genomikodun geneen metilazioaren erregulazio eremuetan, lncRNA-etan eta elementu errepikakorretan aurkitu ditugu. Aipatzekoa da, H3K27me3-ren eta bere erregulazio konplexuaren (Polycomb repressive complex 2 edo PRC2), auto erregulazio mekanismo bat identifikatu dugula morfinaren presentzian. Horrez gain, morfinak eragindako H3K27me3-ko aldaketek bi gene espezifikotan sortzen dituen adierazpen aldaketak sakonago aztertu ditugu, Bmp4 eta Smchd1 hurrenez hurren, hauek parte hartzen duten prozesuak guztiz eraldatzen direla aurkituz. Bmp4 enbrioi goiztiarren garapenean eta jatorrizko hozi zelulen sorreran parte hartzen duen hazkuntza faktorea da eta morfinaren ondorioz, bi prozesu horien azkartzea eragiten dela hauteman dugu. Bestalde, Smchd1, X kromosomaren inaktibazioaren mantentze lanetan haritzen da eta gure sisteman morfinaren eraginez erreprimituta aurkitu dugu X kromosomaren birraktibazioa azkartuz.Doktoretza tesi honetan lortutako emaitza hauek, kanpo faktoreek sortutako zelulen arteko memoria epigenetikoaren mekanismo molekularrei buruzko informazio baliagarriaz hornitzen gaituzte, belaunaldiz belaunaldiko oinordekotza epigenetikoa ulertzeko oinarri gisa. Hori dela eta, ezagutza hori heredatu daitezkeen aldaketa epigenetikoen identifikaziorako baliagarria litzateke etorkizunean.