Examensarbete i biologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet Genreglering - viktigt för kroppens försvar Hanna Rosén Immunförsvaret är till för att skydda kroppen mot sådant som kan vara skadligt och göra oss sjuka, t.ex. bakterier och virus. Det består av ett antal olika celler, bl.a. B-celler och T-celler, som samarbetar för att döda främmande "inkräktare" i kroppen. En del av cellerna finns i blodet och cirkulerar runt i kroppen för att leta reda på skadliga virus och bakterier. Cellerna i immunförsvaret känner igen farliga bakterier och virus med hjälp av proteiner som sitter på cellens yta och bildar så kallade receptorer (mottagare). När en cell hittar en bakterie som den känner igen som skadlig, ser den till att bakterien fastnar på cellens receptor så att cellen kan "visa upp" den farliga bakterien för andra celler i immunförsvaret. Vissa celler kan då direkt "äta upp" den farliga bakterien och därmed döda den, medan andra celler signalerar till antikroppsbildande celler att tillverka antikroppar mot bakterien. För att cellerna i immunförsvaret skall kunna känna igen många olika sorters bakterier måste de ha många olika sorters receptorer, dvs. proteinerna som receptorerna består av får inte vara exakt likadana. Koden för hur ett protein skall se ut finns skriven i en gen som finns i cellkärnan. Varje människa har i varje cell i hela kroppen ett stort antal gener som alla är precis likadana i alla cellerna hos den personen. Alla celler i hela kroppen innehåller alltså genetisk information för att tillverka precis samma sorters proteiner. Kroppen skulle dock inte fungera om alla celler skulle tillverka samma proteiner. Istället har olika typer av celler i kroppen specialiserat sig på att tillverka speciella proteiner, t.ex. tillverkar körtelceller proteiner som ingår i saliv och magsaft, celler i bukspottkörteln tillverkar insulin och leverceller tillverkar ett protein som bryter ner alkohol. Denna reglering av vilka proteiner som skall tillverkas i varje cell sker med hjälp av en grupp proteiner som kallas transkriptionsfaktorer. Dessa proteiner kan binda till olika gener. Då en transkriptionsfaktor bundit till en gen kan genen transkriberas ("skrivas av") och användas som mall då cellen syntetiserar protein. I mitt examensprojekt har jag studerat en gen som kodar för ett enzym som heter terminal deoxynucleotidyl transferase på engelska och förkortas TdT. Det är ett enzym som är viktigt i utvecklingen av B-celler och T-celler i immunförsvaret därför att det ser till att proteinerna i B- och T-cellernas receptorer inte blir likadana. Jag har undersökt vilka transkriptionsfaktorer som binder till TdT-genen och alltså är involverade i transkriptions-regleringen av genen. Jag har kommit fram till att det är olika transkriptionsfaktorer som binder till TdT-genen i Bceller och i T-celler, vilket är lite oväntat och spännande eftersom genen ju ser exakt likadan ut i båda cell-typerna. Vidare har jag tittat på funktionen hos den bit av genen som transkriptionsfaktorerna binder till, den s.k. promotorn, och kommit fram till att den är ganska svag. Det räcker inte enbart med att transkriptionsfaktorerna binder till promotorn för att genen skall transkriberas effektivt. Min teori är att promotorn behöver hjälp av en s.k. enhancer (förstärkare). I min vidare forskning skulle jag vilja ta reda på exakt vilka transkriptionsfaktorer som binder till TdT-genen i B- och T-celler och hur genens eventuella enhancer ser ut, samt hur långt ifrån TdT-genen den sitter. En ökad kunskap om de faktorer som är involverade i genregleringen skulle leda till en bättre förståelse för utvecklingen av cellerna i immunförsvaret. Swedish official title: En jämförande molekylär analys av mTdT promotorn i pre-B och preT celler Swedish credits: 20p E-mail address of first author: [email protected] Supervisor: Mikael Sigvardsson, Dept. of Cell and Molecular Biology Submission date/time: 1999-11-25 Examensarbete i biologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet A Comparative Molecular Analysis of the mTdT Promoter in pre-B and pre-T cells Hanna Rosén Biology, Cellular and Molecular Immunology Spring 1999 Abstract in English The enzyme terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) is expressed early in lymphocyte development and is responsible for the addition of N-nucleotides to the junctions between the variable (V), diversity (D) and joining (J) segments of the antigen receptor genes. I have studied the transcriptional regulation of the TdT gene in pre-B and pre-T cells. The results indicate that the TdT promoter may interact with different factors in B and T lymphocytes. Both cell lineages contain transcription factors binding to the C and D' regions of the TdT promoter. An ubiquitous DNA-protein complex was shown to be due to the binding of proteins to both of these promoter regions and one apparently pre-B cell specific protein interacted with the D' region. EMSA competition analysis suggest that the protein giving rise to the pre-B cell specific complex in the pre-B cell line 230238 is an Ets protein. Further, transient transfection assays indicate that the TdT promoter is a weak promoter and that an enhancer probably is needed for efficient activation of transcription from the TdT gene.