Análises in silico e in vitro da inativação do cromossomo X em primatas
| Ano de defesa: | 2021 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-10052024-090309/ |
Resumo: | A inativação do cromossomo X (ICX) é um mecanismo de compensação de dose executado por mamíferos eutérios como forma de equilibrar a expressão de genes ligados ao X entre machos e fêmeas. Este mecanismo consiste no silenciamento transcricional dos genes localizados em um dos cromossomos X das fêmeas, de forma que a presença de apenas um X transcricionalmente ativo corresponde ao único X presente nos machos. Estudos deste mecanismo em embriões humanos apresentam divergências significativas entre si, e também apontam diferenças com relação aos camundongos, que constituem o principal modelo experimental da inativação do cromossomo X. Buscando expandir os conhecimentos a respeito deste mecanismo, o presente trabalho estuda a ICX em duas frentes. A primeira delas caracteriza, através da análise de expressão alelo-específica, aspectos relativos a este processo em duas espécies de primatas não-humanos, Macaca fascicularis e Callithrix jacchus. Nesta última, este estudo mostra, em embriões pré-implantação, a presença concomitante da ICX e da suprarregulação do X ativo, um segundo mecanismo de compensação de dose inicialmente proposto nos anos 1960. Em M. fascicularis não foram observadas evidências significativas destes fenômenos. Na segunda parte do trabalho, buscou-se caracterizar e avaliar o potencial de células-tronco pluripotentes humanas naïve como modelo da ICX in vitro. Estas células apresentam maior similaridade com o epiblasto pré-implantação do que as células-tronco convencionais, e devem apresentar dois cromossomos X ativos. Em contraste, as células-tronco pluripotentes convencionais se encontram no estado primed, no qual um dos X já foi silenciado. Neste trabalho, foi considerada a hipótese de que a transição do estado naïve para primed é capaz de recapitular a ICX in vitro. Apesar de variações nos resultados, linhagens celulares naïve que foram convertidas em primed apresentaram acúmulo do RNA longo não codificante XIST, fator característico do X inativo. Conclui-se, desta forma, que as células-tronco pluripotentes naïve femininas podem constituir um modelo de estudo in vitro da inativação do cromossomo X em humanos. |
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Análises in silico e in vitro da inativação do cromossomo X em primatasIn silico and in vitro analysis of the X chromosome inactivation in primatesCompensação de doseDesenvolvimento embrionárioDosage compensationEmbryo developmentInativação do cromossomo XscRNA-seqscRNA-seqX-chromosome inactivationA inativação do cromossomo X (ICX) é um mecanismo de compensação de dose executado por mamíferos eutérios como forma de equilibrar a expressão de genes ligados ao X entre machos e fêmeas. Este mecanismo consiste no silenciamento transcricional dos genes localizados em um dos cromossomos X das fêmeas, de forma que a presença de apenas um X transcricionalmente ativo corresponde ao único X presente nos machos. Estudos deste mecanismo em embriões humanos apresentam divergências significativas entre si, e também apontam diferenças com relação aos camundongos, que constituem o principal modelo experimental da inativação do cromossomo X. Buscando expandir os conhecimentos a respeito deste mecanismo, o presente trabalho estuda a ICX em duas frentes. A primeira delas caracteriza, através da análise de expressão alelo-específica, aspectos relativos a este processo em duas espécies de primatas não-humanos, Macaca fascicularis e Callithrix jacchus. Nesta última, este estudo mostra, em embriões pré-implantação, a presença concomitante da ICX e da suprarregulação do X ativo, um segundo mecanismo de compensação de dose inicialmente proposto nos anos 1960. Em M. fascicularis não foram observadas evidências significativas destes fenômenos. Na segunda parte do trabalho, buscou-se caracterizar e avaliar o potencial de células-tronco pluripotentes humanas naïve como modelo da ICX in vitro. Estas células apresentam maior similaridade com o epiblasto pré-implantação do que as células-tronco convencionais, e devem apresentar dois cromossomos X ativos. Em contraste, as células-tronco pluripotentes convencionais se encontram no estado primed, no qual um dos X já foi silenciado. Neste trabalho, foi considerada a hipótese de que a transição do estado naïve para primed é capaz de recapitular a ICX in vitro. Apesar de variações nos resultados, linhagens celulares naïve que foram convertidas em primed apresentaram acúmulo do RNA longo não codificante XIST, fator característico do X inativo. Conclui-se, desta forma, que as células-tronco pluripotentes naïve femininas podem constituir um modelo de estudo in vitro da inativação do cromossomo X em humanos.The X chromosome inactivation (XCI) is a dosage compensation mechanism used by eutherian mammals as a way to equilibrate the expression from X-linked genes between males and females. This mechanism consists of the transcriptional silencing of the genes located on one of the X chromosomes from female cells, so that the presence of the remaining active X chromosome corresponds to the only X chromosome present in males. Results from studies of this mechanism in human embryos are not in agreement with each other and also show discrepancies to what is known about mice, the main experimental model for this process. In this project, we aim to expand the knowledge on XCI from two different perspectives. The first chapter of this work characterizes, through allele-specific expression analysis, features related to the XCI in two species of nonhuman primates, Macaca fascicularis and Callithrix jacchus. In the latter, this study shows the simultaneous occurrence of XCI and upregulation of the active X, a second dosage compensation mechanism described in the 1960s. In M. fascicularis embryos, no evidence for any of these processes was found. In the second chapter, we sought to characterize and evaluate the potential of human naïve stem cells as a model for XCI in vitro. These cells show higher resemblance to the preimplantation epiblast than conventional stem cells, and they also possess two active X chromosomes. In contrast, conventional stem cells are in a primed state of pluripotency, and XCI has already taken place. In this study, we considered the hypothesis that the transition from the naïve to the primed state can recapitulate the process of XCI in vitro. We show that naïve stem cell lines that were converted to the primed state possess clouds of long non-coding RNA XIST, a hallmark of the inactive X. We conclude that human female naïve stem cells may constitute a suitable model for XCI in vitro.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCarramaschi, Lygia da Veiga PereiraCidral, Ana Luíza2021-04-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-10052024-090309/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-21T13:40:06Zoai:teses.usp.br:tde-10052024-090309Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-21T13:40:06Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A inativação do cromossomo X (ICX) é um mecanismo de compensação de dose executado por mamíferos eutérios como forma de equilibrar a expressão de genes ligados ao X entre machos e fêmeas. Este mecanismo consiste no silenciamento transcricional dos genes localizados em um dos cromossomos X das fêmeas, de forma que a presença de apenas um X transcricionalmente ativo corresponde ao único X presente nos machos. Estudos deste mecanismo em embriões humanos apresentam divergências significativas entre si, e também apontam diferenças com relação aos camundongos, que constituem o principal modelo experimental da inativação do cromossomo X. Buscando expandir os conhecimentos a respeito deste mecanismo, o presente trabalho estuda a ICX em duas frentes. A primeira delas caracteriza, através da análise de expressão alelo-específica, aspectos relativos a este processo em duas espécies de primatas não-humanos, Macaca fascicularis e Callithrix jacchus. Nesta última, este estudo mostra, em embriões pré-implantação, a presença concomitante da ICX e da suprarregulação do X ativo, um segundo mecanismo de compensação de dose inicialmente proposto nos anos 1960. Em M. fascicularis não foram observadas evidências significativas destes fenômenos. Na segunda parte do trabalho, buscou-se caracterizar e avaliar o potencial de células-tronco pluripotentes humanas naïve como modelo da ICX in vitro. Estas células apresentam maior similaridade com o epiblasto pré-implantação do que as células-tronco convencionais, e devem apresentar dois cromossomos X ativos. Em contraste, as células-tronco pluripotentes convencionais se encontram no estado primed, no qual um dos X já foi silenciado. Neste trabalho, foi considerada a hipótese de que a transição do estado naïve para primed é capaz de recapitular a ICX in vitro. Apesar de variações nos resultados, linhagens celulares naïve que foram convertidas em primed apresentaram acúmulo do RNA longo não codificante XIST, fator característico do X inativo. Conclui-se, desta forma, que as células-tronco pluripotentes naïve femininas podem constituir um modelo de estudo in vitro da inativação do cromossomo X em humanos. |
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