Sterile alpha motif containing 7 (Samd7) is a novel Crx-regulated transcriptional repressor in the retina

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	20 November 2013
Referee:	Prof. Dr. Thomas Langmann
Date of exam:	15 November 2013
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Humangenetik
Keywords:	Samd7, Sterile alpha motif containing 7, SAM domain, Crx Chip-seq, transcriptional repressor
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	29043

Abstract (English)

Inherited retinal diseases are mainly caused by mutations in genes that are highly expressed in photoreceptors of the retina. The majority of these genes is under the control of the transcription factor Cone rod homeobox (Crx), that acts as a master transcription factor in photoreceptors. Using a genome-wide chromatin immunoprecipitation dataset that highlights all potential in vivo targets of ...

Abstract (English)

Inherited retinal diseases are mainly caused by mutations in genes that are highly expressed in photoreceptors of the retina. The majority of these genes is under the control of the transcription factor Cone rod homeobox (Crx), that acts as a master transcription factor in photoreceptors. Using a genome-wide chromatin immunoprecipitation dataset that highlights all potential in vivo targets of Crx, we have identified a novel sterile alpha motif (SAM) domain containing protein, Samd7. mRNA Expression of Samd7 was confined to the late postnatal and adult mouse retina as well as the pineal gland. Using immunohistochemistry and Western blot, we could detect Samd7 protein in the outer nuclear layer of adult mouse retina. Ectopic over-expression in HEK293 cells demonstrated that Samd7 resides in the cytoplasm as well as the nucleus. In vitro electroporation of fluorescent reporters into living mouse retinal cultures revealed that transcription of the Samd7 gene depends on evolutionary conserved Crx motifs located in the first intron enhancer. Moreover, Crx knock-down with shRNA strongly reduced Samd7 reporter activity and endogenous Samd7 protein, indicating that Crx is required for retinal expression of Samd7. Finally, using co-transfections in luciferase reporter assays we found that Samd7 interferes with Crx dependent transcription. Samd7 suppressed luciferase activity from a reporter plasmid with five Crx consensus repeats in a dose dependent manner and reduced Crx-mediated transactivation of regulatory sequences in the retinoschisin gene and the Samd7 gene itself. Taken together, we have identified a novel retinal SAM domain protein, Samd7, which could act as a transcriptional repressor involved in fine-tuning of Crx-regulated gene expression.

Translation of the abstract (German)

Erbliche Netzhauterkrankungen werden hauptsächlich durch Mutationen in stark exprimierten Fotorezeptorgenen verursacht. Die meisten dieser Gene werden durch den Transkriptionsfaktor Cone rod homeobox (Crx) kontrolliert, einen sogenannten Master-Transkriptionsfaktor in Fotorezeptoren. Mittels einer genomweiten Chromatin-Immunpräzipitationsstudie, die alle potentiellen in vivo Zielgene von Crx ...

Translation of the abstract (German)

Erbliche Netzhauterkrankungen werden hauptsächlich durch Mutationen in stark exprimierten Fotorezeptorgenen verursacht. Die meisten dieser Gene werden durch den Transkriptionsfaktor Cone rod homeobox (Crx) kontrolliert, einen sogenannten Master-Transkriptionsfaktor in Fotorezeptoren. Mittels einer genomweiten Chromatin-Immunpräzipitationsstudie, die alle potentiellen in vivo Zielgene von Crx erfasste, wurde Samd7 identifiziert, ein neues Protein mit einer sterile alpha motif (SAM) Domäne. mRNA-Expression von Samd7 trat in der späten postnatalen und erwachsenen Retina der Maus sowie in der Epiphyse auf. Mittels Immunhistochemie und Western Blot Analyse konnte Samd7 in der äußeren Körnerschicht der erwachsenen murinen Netzhaut nachgewiesen werden. Ektope Überexpression in HEK293-Zellen zeigte, dass Samd7 sowohl im Zytoplasma als auch im Kern lokalisiert ist. In vitro Elektroporation muriner Netzhäute ergab, dass die Transkription des Samd7-Gens von hoch konservierten Crx-Bindestellen im ersten Intron abhängt. Darüber hinaus waren die Samd7-Reporteraktivität und die endogene Samd7-Expression in Crx-knock-down-Experimenten unter Verwendung von shRNA stark reduziert. Dies machte deutlich, dass die Samd7-Expression auf das Vorhandensein von Crx angewiesen ist. Weiterhin konnte mittels Luciferase-Reporter-Assays nachgewiesen werden, dass Samd7 die Crx-abhängige Transkription beeinflusst. Samd7 supprimierte dosisabhängig die Luciferase-Aktivität eines Reporterplasmids mit fünf Crx-Bindestellen. Außerdem reduzierte es die Crx-kontrollierte Transkription an regulatorischen Sequenzen des Retinoschisin-Gens sowie des Samd7-Gens selbst. Zusammenfassend konnte mit Samd7 ein neues SAM-Protein der Netzhaut identifiziert werden, welches möglicherweise als Transkriptionsrepressor an der Feinsteuerung der Crx-regulierten Genexpression beteiligt ist.

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