The role of Friend of GATA1 FOG-1 in erythropoiesis

Abstract

During the course of my thesis, I focused on the role of the transcriptional cofactor Friend of GATA1 (FOG-1) in mammals by studying FOG-1 functions in regulating the differentiation of the erythroid lineage in mus musculus erythropoiesis. Identification of novel FOG-1 transcription factor-interacting partners and their molecular function will provide a detailed characterization of the FOG-1 based protein interactome, essential for a better understanding of its molecular mechanisms underlying its function in hematopoiesis. To these ends, Chapter 3 gives an overview of the FOG-1 protein interactome in Murine erythrolukemia (MEL) cells and provides evidence that FOG-1 functions as an intermediate for CTCF and Cohesins in erythroid cells. Chapter 4 focuses to gain insight into the molecular basis of FOG-1 functions in erythroid differentiation, therefore I established permanent FOG-1 knockout MEL cell line by using CRISPR/Cas9. I next proceeded to characterize the phenotype of this newly generated cell line followed by comparison of its RNA expression profile to that of WT MEL cells. Chapter 5 follows chapter 4 where RNA-seq profiling of the FOG-1 KO cell line sparked our interest as knocking out FOG-1 indicated that Cholesterol Biosynthesis and Transport (influx and efflux) were deregulated at the RNA level. This newly identified function of FOG-1 regulating cholesterol homeostasis was further explored by proteomic, phenotypic & functional assays in this chapter. In the last Chapter 6, the results presented in this thesis are summarized and the future prospect of the research on the regulation of the differentiation of distinct hematopoietic lineages by FOG-1 is briefly discussed.

Κατά τη διάρκεια της διπλωματικής μου εργασίας, επικεντρώθηκα στον ρόλο του συγγραφικού συντελεστή Φίλος του GATA1 (FOG-1) στα θηλαστικά, μελετώντας τις λειτουργίες του FOG-1 στον έλεγχο της ερυθροποίησης στα ποντίκια. Ο εντοπισμός νέων εταίρων που αλληλεπιδρούν με τον μεταγραφικό παράγοντα FOG-1 και η μοριακή τους λειτουργία θα παρέχουν εναν λεπτομερή χαρακτηρισμό, ο οποίος είναι απαραίτητος για μια καλύτερη κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που υποκείνται στη λειτουργία του στην αιματοποίηση. Για τον σκοπό αυτό, Το Κεφάλαιο 3 παρέχει μια επισκόπηση των πρωτεΐνων που αλληλεπίδρουν με το FOG-1 στα Murine erythroleukemia (MEL) κύτταρα και παρέχει αποδείξεις ότι ο FOG-1 λειτουργεί ως ενδιάμεσος για το CTCF και τα Cohesins στα ερυθροειδή κύτταρα.Το Κεφάλαιο 4 επικεντρώνεται στο να κατανοήσει τη μοριακή βάση των λειτουργιών του FOG-1 στην ερυθροειδή διαφοροποίηση, επομένως δημιούργησα μια μόνιμη γραμμή κυττάρων MEL με απενεργοποιημένο FOG-1 χρησιμοποιώντας το CRISPR/Cas9. Στη συνέχεια, προχώρησα στη χαρακτηρισμό του φαινοτύπου αυτής της πρόσφατα δημιουργηθείσας κυτταρικής γραμμής, ακολουθούμενη από σύγκριση του προφίλ έκφρασης RNA της με αυτό των κανονικών κυττάρων MEL. Το Κεφάλαιο 5 ακολουθεί το Κεφάλαιο 4, όπου η ανάλυση προφίλ RNA-seq της γραμμής κυττάρων FOG-1 KO προκάλεσε το ενδιαφέρον μας, καθώς η απενεργοποίηση του FOG-1 έδειξε ότι η βιοσύνθεση και η μεταφορά της χοληστερόλης (εισροή και εκροή) απορυθμίστηκαν στο επίπεδο του RNA. Αυτή η νεοαναγνωρισμένη λειτουργία του FOG-1 στον έλεγχο της ομοιόστασης της χοληστερόλης εξετάστηκε περαιτέρω με πρωτεομικές, φαινοτυπικές και λειτουργικές αναλύσεις σε αυτό το κεφάλαιο. Στο τελευταίο Κεφάλαιο 6, συνοψίζονται τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται σε αυτή τη διατριβή και συζητείται εν συντομία η μελλοντική προοπτική της έρευνας για τη ρύθμιση της διαφοροποίησης διακριτών αιμοποιητικών γραμμών από το FOG-1.