Corso di Genomica a.a. 2010-2011 lezione 23-24 laurea magistrale Biotecnologia Industriale Martedì 21 dicembre 2010 aula 6A orario : Martedì ore 14.00.

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1 corso di Genomica a.a. 2010-2011 lezione 23-24 laurea magistrale Biotecnologia Industriale Martedì 21 dicembre 2010 aula 6A orario : Martedì ore 14.00 - 16.00 Giovedì ore 13.00 - 15.00 D. Frezza

2 dinamica del genoma il genoma è lo stesso i tessuti differenziano, la regolazione, è la stessa dei procarioti e poi non è più cambiata? il genoma eucariote a parte la diploidia cosa ha di diverso? è solo più grande o è anche più complesso? la parte di genoma non trascritto e non tradotto come funziona e a cosa serve?

3 modificazioni epigenetiche con epigenetica si tende a includere molte cose escluderei i cambiamenti conformazionali ed i legami con proteine come fattori di trascrizione e altri tipi di proteine non istoniche è ancora molto oscuro il funzionamento del genoma non codificante a parte le regioni limitrofe con strutture regolative note le strutture regolative più ampie sono le Locus Control Region vicine ai cluster es. Globine, Ig

4 i cluster dei geni omeotici Vertebrate Hox gene regulation: clustering and/or colinearity? Denis DubouleE-mail The Corresponding Author Department of Zoology and Animal Biology, University of Geneva, Sciences III, Quai Ernest Ansermet 30, 1211 Geneva 4, SwitzerlandAvailable online 19 April 2002. Abstract The relationship between the clustered organization of vertebrate Hox genes and their coordinate transcription in space and time is still lacking a convincing mechanistic explanation. Recent work on the regulatory interactions within Hox complexes suggests some reasons why these genes have remained clustered. Although these results do not address the puzzling issue of colinearity directly, they nevertheless add novel important input to the debate. Abbreviations: ES embryonic stem; RAR retinoic acid receptor; RAREs RAR- responsive elements References 1. R Krumlauf, Hox genes in vertebrate development. Cell 78 (1994), pp. 191–200. 2. E Lewis, A gene complex controlling segmentation in Drosophila. Nature 276 (1978), pp.

5 policomb proteins Cell. 2010 Jan 8;140(1):99-110. A region of the human HOXD cluster that confers polycomb-group responsiveness. Woo CJ, Kharchenko PV, Daheron L, Park PJ, Kingston RE. Department of Molecular Biology, Massachusetts General Hospital, Boston, MA 02114, USA. Abstract Polycomb group (PcG) proteins are essential for accurate axial body patterning during embryonic development. PcG-mediated repression is conserved in metazoans and is targeted in Drosophila by Polycomb response elements (PREs). However, targeting sequences in humans have not been described. While analyzing chromatin architecture in the context of human embryonic stem cell (hESC) differentiation, we discovered a 1.8kb region between HOXD11 and HOXD12 (D11.12) that is associated with PcG proteins, becomes nuclease hypersensitive, and then shows alteration in nuclease sensitivity as hESCs differentiate. The D11.12 element repressed luciferase expression from a reporter construct and full repression required a highly conserved region and YY1 binding sites. Furthermore, repression was dependent on the PcG proteins BMI1 and EED and a YY1-interacting partner, RYBP. We conclude that D11.12 is a Polycomb- dependent regulatory region with similarities to Drosophila PREs, indicating conservation in the mechanisms that target PcG function in mammals and flies.

6 genomica e riprogrammazione le cellule embrionali staminali tessuto adulto può sdifferenziare oppure restano un po’ di cellule non completamente differenziate per poter rigenerare il tessuto cicatriziale è connettivale e ricomincia a crescere anche nel miocardio dove non si formano neoplasie geni Octr3 e 4, Sox2, Klf4, c-Myc necessari e sufficienti per dare staminalità e totipotenza a cellule differenziate in embriologia si parlava di fattori diffusibili, per lo più fattori di trascrizione, ma il genoma è sempre lo stesso e si può riattivare e riprogrammare avanti e indietro

7 staminalità delle cellule

8 engineered embrionic stem cells ES the magic Brew by Janet Rossant, University of Toronto janet.rossant@sickkids.ca news and views, Nature vol 448, 19 July 2007, pp 260-262

9 Yamanaka factors