dc.contributor.author
Ruiz Acero, Guifré
dc.date.accessioned
2018-06-07T14:36:13Z
dc.date.available
2012-09-18T10:27:40.937Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/118
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4322
dc.description.abstract
Die bahnbrechende Entdeckung, dass somatische Zellen einen stabilen
pluripotenten Zustand durch die ektopische Expression von spezifischen
Transkriptionsfaktoren annehmen können, hat die Möglichkeiten der
regenerativen Medizin wesentlich erweitert. Induzierte pluripotente
Stammzellen (iPS) haben sich zu einem außerordentlich wertvollen Instrument
entwickelt, um patientenspezifische Therapien zu ermöglichen. Obwohl große
technologische Fortschritte in der Verbesserung der Methodik erzielt wurden,
sind die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen im Prozess der
Zellreprogrammierung weitgehend unbekannt. Um die molekularen Mechanismen zu
untersuchen, welche die Induktion der Pluripotenz vorantreiben oder
verhindern, wurden in dieser Arbeit genomweit Transkriptionsprofile humaner
Fibroblasten nach Überexpression der Reprogrammierungsfaktoren, OCT4, SOX2,
KLF4 und c-MYC, einzeln und in Kombination untersucht. Die Analyse des
Transkriptoms in der frühesten Phase der Reprogrammierung ermöglichte die
Identifizierung von Signalwegen, die primär für die Reprogrammierung von
somatischen Zellen verantwortlich sind. Diese Signalwege wurden in ein
mathematisches Modell integriert, das zur funktionalen Analyse der
identifizierten Komponenten und Signalwege genutzt wurde. Dies ermöglichte die
Aufstellung von Hypothesen über die der Reprogrammierung zugrundeliegenden
molekularen Mechanismen. Die aufgestellten Hypothesen wurden anhand der beiden
wichtigsten involvierten Proteine, p53 und TGFβ-Rezeptoren, während des
Prozesses der Reprogrammierung überprüft. Dabei wurden p53 genetisch und der
TGFβ-Rezeptor pharmakologisch untersucht. Die in dieser Arbeit erzielten
Ergebnisse zeigen, dass die beginnende Reprogrammierung somatischer Zellen
einen an den embryonalen Zellzyklus angelehnten Mechanismus verfolgt. Der
synergistische Effekt der Reprogrammierungsfaktoren reguliert den TGFβ- und
den p53-Signalweg und mindert damit die Anti-Wachstums-Reaktionen, die Hürden
für die Reprogrammierung wären. Die Unterdrückung dieser Signalwege schaltet
die G1-S Phase Kontrollpunkte aus und ermöglicht so einen den embryonalen
Stammzellen ähnlichen Zellzyklus. Schnellere G1-S Übergänge reduzieren die
Aktivität des Replikations-Reparaturmechanismus und bevorzugen die homologe
Rekombination, welche damit zum dominierenden Reparaturmechanismus in der
Zelle wird.
de
dc.description.abstract
The landmark discovery that lineage-restricted cells can acquire a stable
pluripotent state through the ectopic expression of a specific set of
transcription factors has expanded the boundaries of regenerative medicine to
a yet indefinite end. Induced pluripotent stem cells (iPS) have emerged as an
invaluable tool for generating patient-specific therapies. Even though, many
technical advances have been made to improve the methodology less is known
about the molecular mechanisms involved in the process of reprogramming. In
order to investigate the molecular mechanisms that promote or hinder the
induction of pluripotency I have studied the genome-wide transcriptional
profile of human fibroblasts after over-expression of the reprogramming
transcription factors (OCT4, SOX2, KLF4, and c-MYC) independently and in
combination. The analysis of the transcriptome at the early stages of the
reprogramming permitted the identification of the foremost pathways involved
in the reprogramming of somatic cells. Moreover, these pathways were given
functional meaning by assembling a mathematical model that helped to propose
hypotheses about the molecular mechanisms driving the reprogramming process.
These hypotheses have been validated in loss of function experiments by
targeting genetically or pharmacologically the most relevant proteins
involved, as p53 and TGFβ receptor, during the reprogramming process. The data
presented in this work demonstrate that the reprogramming of somatic cells
begins in the pursuit of a rapid, embryonic-like, cell cycle. The synergistic
effect of the reprogramming factors regulates the TGFβ and the p53 signalling
pathway reducing their related anti-growth responses, barriers to
reprogramming. Regulation of these pathways eliminates the G1-S transition
checkpoint promoting a cell cycle progression similar to embryonic stem cells.
In addition, I probed that this regulation of the cell cycle has down-stream
effects on DNA damage responses and apoptosis. Faster G1-S transitions reduced
the activity on replication-related repair mechanisms in favour of homologous
recombination that became the most prominent repair mechanism in the cells.
en
dc.format.extent
[12], 158 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::572 Biochemie
dc.title
Molecular mechanisms involved in the induction of pluripotency
dc.contributor.contact
ruiz_g@molgen.mpg.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Hans Lehrach
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Rupert Mutzel
dc.date.accepted
2012-07-03
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000038962-0
dc.title.translated
Molekulare Mechanismen im Prozess der Zellreprogrammierung
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000038962
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000011956
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access