@phdthesis{WasgebHouben2023,
  author    = {Was [geb. Houben], Nina},
  title     = {Die Rolle der nicht-kodierenden RNAs miR-26 und \(Malat1\) bei der \(in\) \(vitro\) Differenzierung zu Neuronen},
  doi       = {10.25972/OPUS-30371},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-303714},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {W{\"a}hrend der embryonalen Neurogenese spielt die Repression neuraler Gene in nicht neuralen Zellen, sowie in neuralen Vorl{\"a}uferzellen durch den REST (repressor element silencing transcription factor)-Komplex eine wichtige Rolle. Durch die schrittweise Inaktivierung diese Komplexes im Verlauf der Differenzierung werden neurale Genexpressionsprogramme gesteuert. Zus{\"a}tzlich kommt bei der Kontrolle der r{\"a}umlichen und zeitlichen Regulation der Genexpression w{\"a}hrend der Neurogenese verschiedenen miRNAs eine wichtige Rolle zu. So konnte in vorangegangenen Arbeiten im Zebrafischen gezeigt werden, dass miR-26b die Transkription eines wichtigen Effektorproteins des REST-Komplexes, CTDSP2 (C-terminal domain small phosphatases), w{\"a}hrend der Neurogenese negativ reguliert. Da dar{\"u}ber hinaus die miR-26 Repression zu einer stark verminderten neuronalen Differenzierung f{\"u}hrte, kommt diesem regulatorischen Schaltkreis eine zentrale Rolle bei der Neurogenese im Zebrafisch zu. Die zusammen mit ihren Ctdsp-Wirtsgenen koexprimierte miR-26 Familie liegt in Vertebraten evolution{\"a}r hoch konserviert vor. Analog zum Zebrafisch konnte im murinen in vitro ES-Zell Differenzierungssystem gezeigt werden, dass miR-26 die Expression von Ctdsp2 reprimiert. Weiterhin konnte in diesem System gezeigt werden, dass auch Rest ein miR-26 Zielgen ist und dass der Verlust der miR-26 zu einem Arrest der differenzierenden Zellen im neuronalen Vorl{\"a}uferstadium f{\"u}hrt. Zusammengenommen deuten diese vorangegangenen Arbeiten auf eine zentrale Rolle der miR-26 w{\"a}hrend der Neurogenese hin. Die hier vorgestellte Arbeit zielte zun{\"a}chst darauf ab die Regulation des REST-Komplexes durch die miR-26 auf molekularer Ebene besser zu verstehen. Der Verlust der miR-26 Bindestelle in der Ctdsp2 mRNA f{\"u}hrte zu einer erh{\"o}hten Ctdsp2 Expression, beeinflusste aber nicht die terminale Differenzierung zu Neuronen. Im Gegensatz hierzu f{\"u}hrte der Verlust der miR-26 Bindestelle in der Rest mRNA zu einem Arrest der Differenzierung im neuralen Vorl{\"a}uferzellstadium. Zellen in denen die miR-26 Bindestelle in Rest deletiert war, zeigten zudem, genau wie miR-26 knockout (KO) Zellen, eine erh{\"o}hte Expression von REST-Komplex Komponenten, sowie eine verringerte Expression von REST-regulierten miRNAs. Zusammengenommen weisen diese Daten daraufhin, dass w{\"a}hrend der Neurogenese im S{\"a}ugersystem die Inaktivierung von Rest durch miR-26 f{\"u}r die Maturierung von Neuronen eine zentrale Rolle spielt. Ein weiterer Fokus dieser Arbeit lag auf der Regulation der miR-26 Expression w{\"a}hrend der Neurogenese. Vorangegangene Arbeiten in nicht-neuronalen Zelltypen identifizierten die lnc (long-non-coding) RNA Malat1 als eine ce (competitive endogenous) RNA der miR-26. Um den Einfluss von Malat1 auf die miR-26 Expression w{\"a}hrend der Neurogenese zu untersuchen, wurde zun{\"a}chst mittels CRISPR/Cas9 der vollst{\"a}ndige Malat1-Lokus in ESCs deletiert. Der Verlust von Malat1 f{\"u}hrte zu einer erh{\"o}hten Expression der miR-26 Familienmitglieder sowie deren Ctdsp-Wirtsgene. Weiterhin war die Proliferation von Malat1 KO neuronalen Vorl{\"a}uferzellen stark vermindert, was mit einer Erh{\"o}hung der Frequenz seneszenter Zellen einherging. Durch die Inaktivierung von miR-26 in differenzierenden Malat1 KO ESCs konnte dieser proliferative Ph{\"a}notyp aufgehoben werden. Dar{\"u}ber hinaus konnte eine verst{\"a}rkte neuronale Differenzierung dieser Zellen beobachtet werden. Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass neben der Regulation des REST-Komplexes durch miR-26 auch die Kontrolle des Zellzyklus {\"u}ber die Malat1-vermittelte Regulation der miR-26 in neuronalen Vorl{\"a}uferzellen einen kritischen Schritt bei der Differenzierung von neuronalen Vorl{\"a}uferzellen zu maturen Neuronen darstellt.},
  subject      = {Neurogenese},
  language  = {de}
}