13 resultados para GATA2


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We demonstrate that in zebrafish, the microRNA miR-451 plays a crucial role in promoting erythroid maturation, in part via its target transcript gata2. Zebrafish miR-144 and miR-451 are processed from a single precursor transcript selectively expressed in erythrocytes. In contrast to other hematopoietic mutants, the ze-brafish mutant meunier (mnr) showed intact erythroid specification but diminished miR-144/451 expression. Although erythropoiesis initiated normally in mnr, erythrocyte maturation was morphologically retarded. Morpholino knockdown of miR-451 increased erythrocyte immaturity in wild-type embryos, and miR-451 RNA duplexes partially rescued erythroid maturation in mnr, demonstrating a requirement and role for miR-451 in erythro-cyte maturation. mnr provided a selectively miR-144/451-deficient background, facilitating studies to discern miRNA function and validate candidate targets. Among computer-predicted miR-451 targets potentially mediating these biologic effects, the pro-stem cell transcription factor gata2 was an attractive candidate. In vivo reporter assays validated the predicted miR-451/gata2-3'UTR interaction, gata2 down-regulation was delayed in miR-451-knockdown and mnr embryos, and gata2 knockdown partially restored erythroid maturation in mnr, collectively confirming gata2down-regulation as pivotal for miR-451-driven erythroid maturation. These studies define a new genetic pathway promoting erythroid maturation (mnr/miR-451/gata2) and provide a rare example of partial rescue of a mutant phenotype solely by miRNA overexpression. © 2009 by The American Society of Hematology.

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Lim domain only 2 (LMO2) is a transcriptional co-factor required for angiogenesis and the specification of haematopoietic cells during development. LMO2 is widely expressed within haematopoiesis with the exception of T-cells. Failure to downregulate LMO2 during T-cell maturation leads to leukaemia, thus underlining the critical nature of context-dependent regulation of LMO2 expression. We previously identified a distal regulatory element of LMO2 (element -25) that cooperates with the proximal promoter in directing haematopoietic expression. Here we dissected the functional activity of element -25 and showed it to consist of two modules that conferred independent and cell-type specific activities: a 3' myeloid enhancer and a 5' T-cell repressor. The myeloid enhancer was bound by GATA2 in progenitors and its activity depended on a highly conserved GATA motif, whereas the T-cell repressor moiety of element -25 was bound by the Core Binding Factor in T-cells and its repressive activity depended on a highly conserved RUNT motif. Since the myeloid enhancer and nearby downstream region is recurrently involved in oncogenic translocations, our data suggest that the -25 enhancer region provides an open chromatin environment prone to translocations, which in turn cause aberrant LMO2 expression in T-cells due to the removal of the adjacent T-cell repressor.

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Gamma-aminobutyric acid (GABA) is the most abundant inhibitory neurotransmitter in the vertebrate brain. In the midbrain, GABAergic neurons contribute to the regulation of locomotion, nociception, defensive behaviours, fear and anxiety, as well as sensing reward and addiction. Despite the clinical relevance of this group of neurons, the mechanisms regulating their development are largely unknown. In addition, their migration and connectivity patterns are poorly characterized. This study focuses on the molecular mechanisms specifying the GABAergic fate, and the developmental origins of midbrain GABAergic neurons. First, we have characterized the function of a zink-finger transcription factor Gata2. Using a tissue-specific mutagenesis in mouse midbrain and anteror hindbrain, we showed that Gata2 is a crucial determinant of the GABAergic fate in midbrain. In the absence of Gata2, no GABAergic neurons are produced from the otherwise competent midbrain neuroepithelium. Instead, the Gata2-mutant cells acquire a glutamatergic neuron phenotype. Ectopic expression of Gata2 was also sufficient to induce GABAergic in chicken midbrain. Second, we have analyzed the midbrain phenotype of mice mutant for a proneural gene Ascl1, and described the variable and region-dependent requirements for Ascl1 in the midbrain GABAergic neurogenesis. These studies also have implications on the origin of distinct anatomical and functional GABAergic subpopulations in midbrain. Third, we have identified unique developmental properties of GABAergic neurons that are associated with the midbrain dopaminergic nuclei, the substantia nigra pars reticulata (SNpr) and ventral tegmental area (VTA). Namely, the genetic regulation of GABAergic fate in these cells is distinct from the rest of midbrain. In accordance to this phenomenon, our detailed fate-mapping analyses indicated that the SNpr-VTA GABAergic neurons are generated outside midbrain, in the neuroepithelium of anterior hindbrain.

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The zinc-finger transcription factors GATA2 and GATA3 in vertebrates belong to the six-member family that are essential regulators in the development of various organs. The aim of this study was to gain new information of the roles of GATA2 and GATA3 in inner ear morphogenesis and of the function of GATA2 in neuronal fate specification in the midbrain using genetically modified mouse and chicken embryos as models. A century ago the stepwise process of inner ear epithelial morphogenesis was described, but the molecular players regulating the cellular differentiation of the otic epithelium are still not fully resolved. This study provided novel data on GATA factor roles in several developmental processes during otic development. The expression analysis in chicken suggested that GATA2 and GATA3 possess redundant roles during otic cup and vesicle formation, but complementary cell-type specific functions during vestibular and cochlear morphogenesis. The comparative analysis between mouse and chicken Gata2 and Gata3 expression revealed many conserved aspects, especially during later stages of inner ear development, while the expression was more divergent at early stages. Namely, expression of both Gata genes was initiated earlier in chicken than mouse otic epithelium relative to the morphogenetic stages. Likewise, important differences concerning Gata3 expression in the otic cup epithelium were detected between mouse and chicken, suggesting that distinct molecular mechanisms regulate otic vesicle closure in different vertebrate species. Temporally distinct Gata2 and Gata3 expression was also found during otic ganglion formation in mouse and chicken. Targeted inactivation of Gata3 in mouse embryos caused aberrant morphology of the otic vesicle that in severe cases was disrupted into two parts, a dorsal and a ventral vesicle. Detailed analyses of Gata3 mutant embryos unveiled a crucial role for GATA3 in the initial inner ear morphogenetic event, the invagination of the otic placode. A large-scale comparative expression analysis suggested that GATA3 could control cell adhesion and motility in otic epithelium, which could be important for early morphogenesis. GATA3 was also identified as the first factor to directly regulate Fgf10 expression in the otic epithelium and could thus influence the development of the semicircular ducts. Despite the serious problems in the early inner ear development, the otic sensory fate establishment and some vestibular hair cell differentiation was observable in pharmacologically rescued Gata3-/- embryos. Cochlear sensory differentiation was, however, completely blocked so that no auditory hair cells were detected. In contrast to the early morphogenetic phenotype in Gata3-/- mutants, conditional inactivation of Gata2 in mouse embryos resulted in a relatively late growth defect of the three semicircular ducts. GATA2 was required for the proliferation of the vestibular nonsensory epithelium to support growing of the three ducts. Concurrently, with the role in epithelial semicircular ducts, GATA2 was also required for the mesenchymal cell clearance from the vestibular perilymphatic region between the membranous labyrinth and bony capsule. The gamma-aminobutyric acid-secreting (GABAergic) neurons in the midbrain are clinically relevant since they contribute to fear, anxiety, and addiction regulation. The molecular mechanisms regulating the GABAergic neuronal development, however, are largely unknown. Using tissue-specific mutagenesis in mice, GATA2 was characterized as a critical determinant of the GABAergic neuronal fate in the midbrain. In Gata2-deficient mouse midbrain, GABAergic neurons were not produced, instead the Gata2-mutant cells acquired a glutamatergic neuronal phenotype. Gain-of-function experiments in chicken also revealed that GATA2 was sufficient to induce GABAergic differentiation in the midbrain.

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Erythropoiesis is maintained by the hormone erythropoietin (Epo) binding to its cognate receptor (EpoR) on erythroid progenitor cells. The Epo-EpoR interaction initiates a signal transduction process that regulates the survival, growth and differentiation of these cells. Originally perceived as highly lineage-restricted, Epo is now recognised to have pleiotropic effects extending beyond the maintenance of red cell mass. Functional interactions between Epo and EpoR have been demonstrated in numerous cells and tissues. EpoR expression on neoplastic cells leads to concern that recombinant human erythropoietin, used to treat anaemia in cancer patients, may augment tumour growth. Here we demonstrate that EPO, at pharmacological concentrations, can activate three major signalling cascades, viz. the Jak2/STAT5, Ras/ERK and PI3K/Akt pathways in non-small cell lung carcinoma (NSCLC) cell lines. EpoR synthesis is normally under the control of GATA-1, but NSCLC cells exhibit decreased GATA-1 levels compared to GATA-2, -3 and -6, suggesting that GATA-1 is not essential for EpoR production. The increased Epo-induced signalling was not associated with a growth advantage for the NSCLC cells.

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The gene CXXC5 on 5q31 is frequently deleted in acute myeloid leukemia (AML) with del(5q), suggesting that inactivation of CXXC5 might play a role in leukemogenesis. Here, we investigated the functional and prognostic implications of CXXC5 expression in AML. CXXC5 mRNA was downregulated in AML with MLL rearrangements, t(8;21) and GATA2 mutations. As a mechanism of CXXC5 inactivation, we found evidence for epigenetic silencing by promoter methylation. Patients with CXXC5 expression below the median level had a lower relapse rate (45% vs 59%; P = .007) and a better overall survival (OS, 46% vs 28%; P < .001) and event-free survival (EFS, 36% vs 21%; P < .001) at 5 years, independent of cytogenetic risk groups and known molecular risk factors. In gene-expression profiling, lower CXXC5 expression was associated with upregulation of cell-cycling genes and codownregulation of genes implicated in leukemogenesis (WT1, GATA2, MLL, DNMT3B, RUNX1). Functional analyses demonstrated CXXC5 to inhibit leukemic cell proliferation and Wnt signaling and to affect the p53-dependent DNA damage response. In conclusion, our data suggest a tumor suppressor function of CXXC5 in AML. Inactivation of CXXC5 is associated with different leukemic pathways and defines an AML subgroup with better outcome.

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La régulation transcriptionnelle des gènes est cruciale pour permettre le bon fonctionnement des cellules. Afin que les cellules puissent accomplir leurs fonctions, les gènes doivent être exprimés adéquatement dans le bon type cellulaire et au stade de développement et de différenciation approprié. Un dérèglement dans l’expression de un ou plusieurs gènes peut entraîner de graves conséquences sur le destin de la cellule. Divers éléments en cis (ex : promoteurs et enhancers) et en trans (machinerie transcriptionnelle et facteurs de transcription) sont impliqués dans la régulation de la transcription. Les gènes du locus humain beta-globine (hub) sont exprimés dans les cellules érythroïdes et sont finenement régulés lors du développement et de la différenciation. Des mutations dans différentes régions du locus causent entre autres les beta-thalassémies. Nous avons utilisé ce modèle bien caractérisé afin d’étudier différents mécanismes de régulation favorisés par les facteurs de transcription qui sont exprimés dans les cellules érythroïdes. Nous nous sommes intéressés à l’importance de l’élément en cis HS2 du Locus control region. Cet élément possède plusieurs sites de liaison pour des facteurs de transcription impliqués dans la régulation des gènes du locus hub. Nos résultats montrent que HS2 possède un rôle dans l’organisation de la chromatine du locus qui peut être dissocié de son rôle d’enhancer. De plus, HS2 n’est pas essentiel pour l’expression à haut niveau du gène beta alors qu’il est important pour l’expression des gènes gamma. Ceci suggère que le recrutement des différents facteurs au site HS2 lors du développement influence différement les gènes du locus. Dans un deuxième temps, nous avons investigué l’importance de HS2 lors de la différenciation des cellules érythroïdes. Il avait été rapporté que l’absence de HS2 influence grandement la potentialisation de la chromatine du gène beta. La potentialisation dans les cellules progénitrices favorise l’activation transcriptionnelle du gène dans les cellules matures. Nous avons caractérisé le recrutement de différents facteurs de transcription au site HS2 et au promoteur beta dans les cellules progénitrices hématopoïétiques (CPH) ainsi que dans les cellules érythroïdes matures. Nos résultats montrent que le facteur EKLF est impliqué dans la potentialisation de la chromatine et favorise le recrutement des facteurs BRG1, p45 et CBP dans les CPH. L’expression de GATA-1 dans les cellules érythroïdes matures permet le recrutement de GATA-1 au locus hub dans ces cellules. Ces données suggèrent que la combinaison de EKLF et GATA-1 est requise pour permettre une activation maximale du gène beta dans les cellules érythroïdes matures. Un autre facteur impliqué dans la régulation du locus hub est Ikaros. Nous avons étudié son recrutement au locus hub et avons observé que Ikaros est impliqué dans la répression des gènes gamma. Nos résultats montrent aussi que GATA-1 est impliqué dans la répression de ces gènes et qu’il interagit avec Ikaros. Ensemble, Ikaros et GATA-1 favorisent la formation d’un complexe de répression aux promoteurs gamma. Cette étude nous a aussi permis d’observer que Ikaros et GATA-1 sont impliqués dans la répression du gène Gata2. De façon intéressante, nous avons caractérisé le mécanisme de répression du gène Hes1 (un gène cible de la voie Notch) lors de la différenciation érythroïde. Similairement à ce qui a été observé pour les gènes gamma, Hes1 est aussi réprimé par Ikaros et GATA-1. Ces résultats suggèrent donc que la combinaison de Ikaros et GATA-1 est associée à la répression de plusieurs de gènes dans les cellules érythroïdes. Globalement cette thèse rapporte de nouveaux mécanismes d’action de différents facteurs de transcription dans les cellules érythroïdes. Particulièrement, nos travaux ont permis de proposer un modèle pour la régulation des gènes du locus hub lors du développement et de la différenciation. De plus, nous rapportons pour la première fois l’importance de la collaboration entre les facteurs Ikaros et GATA-1 dans la régulation transcriptionnelle de gènes dans les cellules érythroïdes. Des mutations associées à certains des facteurs étudiés ont été rapportées dans des cas de beta-thalassémies ainsi que de leucémies. Nos travaux serviront donc à avoir une meilleure compréhension des mécanismes d’action de ces facteurs afin de potentiellement pouvoir les utiliser comme cibles thérapeutiques.

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La leucémie myéloïde aigüe (LMA) est la forme de leucémie la plus fréquente chez l’adulte au Canada. Bien que de nombreux réarrangements chromosomiques récurrents aient été identifiés chez les patients LMA, près de la moitié des cas présentent un caryotype normal (LMA-CN). L’étude de la LMA-CN in vitro est rendue difficile par le fait que la survie des cellules primaires de patients est défectueuse sur le long terme et que les lignées cellulaires leucémiques ont un caryotype hautement anormal. En 2009, Munker et son équipe ont établi une nouvelle lignée cellulaire, CG-SH, ayant la particularité d’avoir un caryotype normal. L’objectif principal de ce projet d’étude est de caractériser plus en détail ce nouveau modèle d’étude. Nous avons identifié l’ensemble des variants génétiques présents dans CG-SH grâce au séquençage du génome entier. Les variants susceptibles de participer à la leucémogénèse ont été isolés, tels que des insertions détectées dans EZH2 et GATA2, et de nombreux variants faux-sens détectés dans des gènes pertinents pour la LMA. Nous avons montré que les cellules CG-SH sont sensibles à l’effet prolifératif d’une combinaison de cytokines, qui agissent sur le comportement des cellules en modifiant l’expression des gènes associés à la régulation de la prolifération, de l’apoptose et de la différentiation. De plus, les cytokines diminuent le taux de nécrose des cellules en culture sur le court terme. La présente étude a permis d’approfondir notre connaissance sur les caractéristiques moléculaires de la lignée cellulaire CG-SH, un nouveau modèle d’étude in vitro de la LMA-CN.

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L’importance des modificateurs de la chromatine dans la régulation de l’hématopoïèse et des hémopathies malignes est illustrée par l’histone méthyltransférase Mixed-Lineage Leukemia (MLL) qui est essentielle au maintien des cellules souches hématopoïétiques (CSH) et dont le gène correspondant, MLL, est réarrangé dans plus de 70% des leucémies du nourrisson. Les histones déméthylases (HDM), récemment découvertes, sont aussi impliquées dans le destin des CSH et des hémopathies malignes. Le but de ce projet est d’étudier l’expression des HDM dans les cellules hématopoïétiques normales et leucémiques afin d’identifier de potentiels régulateurs de leur destin. Nous avons réalisé un profil d'expression génique des HDM par qRT-PCR et par séquençage du transcriptome (RNA-seq) dans des cellules de sang de cordon (cellules CD34+ enrichies en CSH et cellules différenciées) et des cellules de leucémie aiguë myéloïde (LAM) avec réarrangement MLL. Les deux techniques montrent une expression différentielle des HDM entre les populations cellulaires. KDM5B et KDM1A sont surexprimés dans les cellules CD34+ par rapport aux cellules différenciées. De plus, KDM4A et PADI2 sont surexprimés dans les cellules leucémiques par rapport aux cellules normales. Des études fonctionnelles permettront de déterminer si la modulation de ces candidats peut être utilisée dans des stratégies d’expansion des CSH, ou comme cible thérapeutique anti-leucémique. Nous avons aussi développé et validé un nouveau test diagnostique pour détecter les mutations de GATA2 qui code pour un facteur de transcription clé de l’hématopoïèse impliqué dans les LAM. Ces travaux soulignent l’importance des facteurs nucléaires dans la régulation de l’hématopoïèse normale et leucémique.

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Afin d’effectuer des études fonctionnelles sur le génome de la souris, notre laboratoire a généré une bibliothèque de clones de cellules souches embryonnaires (ESC) présentant des suppressions chromosomiques chevauchantes aléatoires – la bibliothèque DELES. Cette bibliothèque contient des délétions couvrant environ 25% du génome murin. Dans le laboratoire, nous comptons identifier de nouveaux déterminants du destin des cellules hématopoïétiques en utilisant cet outil. Un crible primaire utilisant la benzidine pour démontrer la présence d'hémoglobine dans des corps embryoïdes (EBS) a permis d’identifier plusieurs clones délétés présentant un phénotype hématopoïétique anormal. Comme cet essai ne vérifie que la présence d'hémoglobine, le but de mon projet est d'établir un essai in vitro de différenciation des ESC permettant de mesurer le potentiel hématopoïétique de clones DELES. Mon hypothèse est que l’essai de différenciation hématopoïétique publié par le Dr Keller peut être importé dans notre laboratoire et utilisé pour étudier l'engagement hématopoïétique des clones DELES. À l’aide d’essais de RT-QPCR et de FACS, j’ai pu contrôler la cinétique de différenciation hématopoïétique en suivant l’expression des gènes hématopoïétiques et des marqueurs de surface comme CD41, c-kit, RUNX1, GATA2, CD45, β-globine 1 et TER-119. Cet essai sera utilisé pour valider le potentiel hématopoïétique des clones DELES candidats identifiés dans le crible principal. Mon projet secondaire vise à utiliser la même stratégie rétro-virale a base de Cre-loxP utilisée pour générer la bibliothèque DELES pour générer une bibliothèque de cellules KBM-7 contenant des suppressions chromosomiques chevauchantes. Mon but ici est de tester si la lignée cellulaire leuémique humaine presque haploïde KBM-7 peut être exploitée en utilisant l'approche DELES pour créer cette bibliothèque. La bibliothèque de clones KBM-7 servira à définir les activités moléculaires de drogues anti-leucémiques potentielless que nous avons identifiées dans le laboratoire parce qu’elles inhibent la croissance cellulaire dans plusieurs échantillons de leucémie myéloïde aiguë dérivés de patients. Elle me permettra également d'identifier les voies de signalisation moléculaires qui, lorsque génétiquement perturbées, peuvent conférer une résistance à ces drogues.

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Familial acute myeloid leukemia is rare and linked to germline mutations in RUNX1, GATA2 or CCAAT/enhancer binding protein-α (CEBPA). We re-evaluated a large family with acute myeloid leukemia originally seen at NIH in 1969. We utilized whole-exome sequencing to study this family, and conducted in silico bioinformatics analysis, protein structural modeling and laboratory experiments to assess the impact of the identified CEBPA Q311P mutation. Unlike most previously identified germline mutations in CEBPA, which were N-terminal frameshift mutations, we identified a novel Q311P variant that was located in the C-terminal bZip domain of C/EBPα. Protein structural modeling suggested that the Q311P mutation alters the ability of the CEBPA dimer to bind DNA. Electrophoretic mobility shift assays showed that the Q311P mutant had attenuated binding to DNA, as predicted by the protein modeling. Consistent with these findings, we found that the Q311P mutation has reduced transactivation, consistent with a loss-of-function mutation. From 45 years of follow-up, we observed incomplete penetrance (46%) of CEBPA Q311P. This study of a large multi-generational pedigree reveals that a germline mutation in the C-terminal bZip domain can alter the ability of C/EBP-α to bind DNA and reduces transactivation, leading to acute myeloid leukemia.

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Afin d’effectuer des études fonctionnelles sur le génome de la souris, notre laboratoire a généré une bibliothèque de clones de cellules souches embryonnaires (ESC) présentant des suppressions chromosomiques chevauchantes aléatoires – la bibliothèque DELES. Cette bibliothèque contient des délétions couvrant environ 25% du génome murin. Dans le laboratoire, nous comptons identifier de nouveaux déterminants du destin des cellules hématopoïétiques en utilisant cet outil. Un crible primaire utilisant la benzidine pour démontrer la présence d'hémoglobine dans des corps embryoïdes (EBS) a permis d’identifier plusieurs clones délétés présentant un phénotype hématopoïétique anormal. Comme cet essai ne vérifie que la présence d'hémoglobine, le but de mon projet est d'établir un essai in vitro de différenciation des ESC permettant de mesurer le potentiel hématopoïétique de clones DELES. Mon hypothèse est que l’essai de différenciation hématopoïétique publié par le Dr Keller peut être importé dans notre laboratoire et utilisé pour étudier l'engagement hématopoïétique des clones DELES. À l’aide d’essais de RT-QPCR et de FACS, j’ai pu contrôler la cinétique de différenciation hématopoïétique en suivant l’expression des gènes hématopoïétiques et des marqueurs de surface comme CD41, c-kit, RUNX1, GATA2, CD45, β-globine 1 et TER-119. Cet essai sera utilisé pour valider le potentiel hématopoïétique des clones DELES candidats identifiés dans le crible principal. Mon projet secondaire vise à utiliser la même stratégie rétro-virale a base de Cre-loxP utilisée pour générer la bibliothèque DELES pour générer une bibliothèque de cellules KBM-7 contenant des suppressions chromosomiques chevauchantes. Mon but ici est de tester si la lignée cellulaire leuémique humaine presque haploïde KBM-7 peut être exploitée en utilisant l'approche DELES pour créer cette bibliothèque. La bibliothèque de clones KBM-7 servira à définir les activités moléculaires de drogues anti-leucémiques potentielless que nous avons identifiées dans le laboratoire parce qu’elles inhibent la croissance cellulaire dans plusieurs échantillons de leucémie myéloïde aiguë dérivés de patients. Elle me permettra également d'identifier les voies de signalisation moléculaires qui, lorsque génétiquement perturbées, peuvent conférer une résistance à ces drogues.

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Introduction: Pulmonary alveolar proteinosis (PAP) is a rare disease, associated with excess accumulation of surfactant proteins and lipids in the alveoli. Clinical presentation: We report the case of a 46-year-old woman with a combined presentation of PAP, myelodysplasia and recurrent miscarriages. Conclusions: The concomitant presentation of the above might be compatible with a mutation of the haematopoietic transcription factor gene GATA2.