Interferon reguláló faktorok DNS kötőhelyeinek genomszintű vizsgálata dendritikus sejtekben

Nagyné Csumita, Mária

Interferon reguláló faktorok DNS kötőhelyeinek genomszintű vizsgálata dendritikus sejtekben

dc.contributor.advisor	Széles, Lajos István
dc.contributor.author	Nagyné Csumita, Mária
dc.contributor.authorvariant	Csumita, Mária
dc.contributor.department	Molekuláris sejt- és immunbiológia doktori iskola	hu
dc.contributor.submitterdep	Debreceni Egyetem::Általános Orvostudományi Kar
dc.date.accessioned	2023-01-20T14:28:54Z
dc.date.available	2023-01-20T14:28:54Z
dc.date.created	2022
dc.date.defended	2023-02-03
dc.description.abstract	Első tanulmányunkban azokat a jellemzőket határoztuk meg, amelyek lehetővé teszik, hogy az IRF-ek specifikus genomi helyeken kötődjenek. Az IRF3, IRF5 vagy IRF9 által kötött régiók azonosítására ChIP-seq kísérleteket végeztünk aktivált egér dendritikus sejtekben. Az azonosított régiókat a DNS-motívumok feldúsulása, az interferon-stimulált válaszadó elem (ISRE) és az ISRE félhelyek, valamint a kromatin hozzáférhetősége szempontjából elemeztük. Gépi tanulásos módszerrel vizsgáltuk az IRF-dominancia kiszámíthatóságát. Megállapítottuk, hogy az IRF5-domináns régiók alapvetően különböztek az IRF3- és IRF9-domináns régióktól: az ISRE-k ritkák, míg az NFKB-motívum és a speciális ISRE-félhelyek, mint például az 5'-GAGA-3' és az 5'-GACA-3 ′ gyakrabban fonrdultak elő. Az IRF3- és IRF9-domináns régiókat a feldúsult ISRE motívum és a nyitott kromatin alacsonyabb gyakorisága jellemezte. Az IRF3- vagy IRF9-domináns régiók kevésbé voltak szétválaszthatóak, de például az ISRE néhány speciális változata, a TISRE és az NF-κB motívumai az IRF3 esetében, valamint a GAS motívum és bizonyos ISRE változatok az IRF9 esetében nagyobb gyakorisággal fordultak elő. Második vizsgálatunkban többféle omikai megközelítést alkalmaztunk azon (epi)genetikai jellemzők azonosítására, amelyek lehetővé teszik az IFN-indukálható antivirális effektorok robosztus és általános, több sejtben megvalósuló transzkripciós szabályozását. Meghatároztuk a szabályozó elemek elhelyezkedését, a DNS-motívumokat, az ISGF3 alegységek (IRF9-STAT1-STAT2) és egyéb transzkripciós faktorok kötését, valamint a kromatin nyitottságát egér dendritikus sejtekben. Az ISRE és a TISRE elemek az effektor ISG-k szabályozó elemeiben gyakrabban fordultak elő, mint más vizsgált ISG csoportokban. A kromatin nyitottsága a promóter régióiban hasonló volt a legtöbb más ISG-hez, de magasabb, mint a gyulladással kapcsolatos citokinek promótereinél, amelyeket referencia génkészletként használtak. A legtöbb effektor ISG-nek (81,1%) volt legalább egy ISGF3-kötőhelye a transzkripciós starthelyhez (TSS) közel, és az effektor ISG-k csak egy részhalmaza (24,3%) kapcsolódott három vagy több IRF9-kötő régióhoz. Az IRF9 jelek jellemzően magasabbak voltak, az ISRE motívumok pedig „erősebbek” a TSS-proximális, mint a TSS-disztális szabályozó régiókban. Ezen kívül a legtöbb promóter régió több sejttípusban is nyitott volt a stimuláció előtt. Eredményeink azt mutatják, hogy az „erős” ISRE motívumok és az univerzálisan nyitott promoter régiók az effektor ISG-k fontos jellemzői.
dc.description.abstract	In our first study, we determined the features mediating IRF-specific enhancer selection. To identify regions occupied predominantly by IRF3, IRF5 or IRF9, we performed ChIP-seq experiments in activated murine DCs. The identified regions were analysed with respect to the enrichment of DNA motifs, ISRE and ISRE half-site variants, and chromatin accessibility. Using a machine learning method, we investigated the predictability of IRF-dominance. We found that IRF5-dominant regions differed fundamentally from the IRF3- and IRF9-dominant regions: ISREs were rare, while the NFKB motif and special ISRE half-sites, such as 5′-GAGA-3′ and 5′-GACA-3′, were enriched. IRF3- and IRF9-dominant regions were characterized by enriched ISRE motif and lower frequency of accessible chromatin. The IRF3- or IRF9-dominant regions were similar to each other, but for example some special ISRE variants, the TISRE and NFKB motifs were more frequent in case of IRF3, while GAS motifs and certain ISRE variants in case of IRF9. In our second study, we used a multi-omics approach to identify the (epi)genetic features that permit robust and widespread transcriptional regulation of IFN-inducible antiviral effectors. We determined the location of regulatory elements, the DNA motifs, the occupancy of ISGF3 subunits (IRF9-STAT1-STAT2) and other transcription factors, and the chromatin accessibility in murine DCs. The ISRE and TISRE occurred more frequently in the regulatory elements of effector ISGs than in any other tested ISG subsets. Chromatin accessibility at their promoter regions was similar to most other ISGs but higher than at the promoters of inflammation-related cytokines, which were used as a reference gene set. Most effector ISGs (81.1%) had at least one ISGF3 binding site proximal to TSS, and only a subset of effector ISGs (24.3%) was associated with three or more IRF9 binding regions. The IRF9 signals were typically higher and ISRE motifs were ‘stronger’ in TSS-proximal versus TSS-distal regulatory regions. Moreover, most TSS-proximal regulatory regions were accessible before stimulation in multiple cell types. Our results indicate that ‘strong’ ISRE motifs and universally accessible promoter regions that permit robust, widespread induction are characteristic features of effector ISGs.
dc.description.corrector	hbk	hu_HU
dc.format.extent	76
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/2437/344202
dc.language.iso	hu
dc.subject	ChIP-seq
dc.subject	dendritikus sejt (dendritic cell)
dc.subject	IRF
dc.subject	ISRE
dc.subject	transzkripciós faktor (transcription factor)
dc.subject.discipline	Elméleti orvostudományok	hu
dc.subject.sciencefield	Orvostudományok	hu
dc.title	Interferon reguláló faktorok DNS kötőhelyeinek genomszintű vizsgálata dendritikus sejtekben
dc.title.translated	Genome-wide study of DNA binding sites of interferon regulatory factors in dendritic cells