Ana Vujić

Obrana će se održati u: UTORAK, 23. rujan 2025. godine u 09.00 sati dvorana D2, Biocentar, Borongajska cesta 83h , Zagreb

Disertacija nosi naslov: Targeting DNA methylation and histone modifications using CRISPR/dCas9 tools in the regulation of glycosyltransferases gene expression of HepG2 cells

Promjena epigenetičkih modifikacija DNA i histona upotrebom alata CRISPR/dCas9 u istraživanju regulacije gena za glikoziltransferaze u stanicama HepG2

Povjerenstvo za obranu imenovano je u sastavu:

doc. dr. sc. Ivan Gudelj, Fakultet biotehnologije i razvoja lijekova, Rijeka

izv. prof. dr. sc. Nenad Malenica, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

prof. dr. sc. Inga Urlić, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Zamjena: dr. sc. Maja Pučić Baković, znan. suradnica Genos, Zagreb

Mentor:  prof. dr. sc. Vlatka Zoldoš, red. prof. u trajnom izboru, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Sažetak: 

Složena genska mreža koja se sastoji od oko 800 gena uključena je u N-glikozilaciju proteina, međutim mehanizmi kojima su oni regulirani u formiranja kompleksnog N-glikoma su nedovoljno istraženi. Unatoč utjecaju genetičke komponente na glikozilaciju, okolišni faktori posredovani epigenetičkim mehanizmima imaju još veći utjecaj. Ovo istraživanje je iskoristilo preciznost alata za uređivanje epigenoma CRISPR/dCas9 kako bi istražilo ulogu metilacije DNA i histonskih modifikacija u regulaciji gena (B4GALT1, FUT8, ST6GAL1, MGAT4A, MGAT4B, MGAT5, MGAT3) koji kodiraju glikoziltransferaze uključene u formiranje kompleksnih N-glikana. Uvedene promjene u metilaciji promotora putem DNMT3A-dCas9 i TET1-dCas9 utjecale su na transkripcijsku aktivnost svih gena, što je rezultiralo promjenama u ukupnom staničnom N-glikomu HepG2 ukazujući na regulatornu ulogu metilacije DNA u N-glikozilaciji proteina. Također, geni FUT8, B4GALT1 i MGAT3 podvrgnuti su ciljanoj manipulaciji acetilacije i metilacije histona. Iako ove intervencije nisu dovele do konzistentne promjene u ekspresiji gena i histonskim oznakama, alati su se pokazali obećavajućima te bi, uz daljnju optimizaciju, mogli unaprijediti istraživanja epigenetičke regulacije N-glikozilacije proteina.

(136 stranica, 29 slika, 7 tablica, 328 literaturnih navoda, jezik izvornika: engleski)

Ključne riječi: metilacija DNA, histonske modifikacije, N-glikozilacija, glikoziltransferaze, CRISPR/dCas9

Summary:

A complex gene-network comprising around 800 genes is involved in protein N-glycosylation, yet the regulatory mechanisms governing their contribution to the formation of complex N-glycome remain understudied. While genetic factors clearly influence glycosylation, environmental components mediated by epigenetic mechanisms play an even more prominent role. This research leveraged the precision of the CRISPR/dCas9 epigenome editing tools to investigate the role of DNA methylation and histone modifications in regulation of genes (B4GALT1, FUT8, ST6GAL1, MGAT4A, MGAT4B, MGAT5, MGAT3) encoding for glycosyltransferases involved in formation of complex N-glycans. Induced promoter methylation changes by DNMT3A-dCas9 and TET1-dCas9 altered transcriptional activity of all genes, with resulting changes in HepG2 total cell N-glycome, indicating regulatory role of DNA methylation in protein N-glycosylation. Additionally, FUT8, B4GALT1 and MGAT3 were subjected to targeted manipulation of histone acetylation and methylation. While these interventions did not consistently affect gene expression or histone marks, they remain promising tools that, with optimization, could advance studies of epigenetic regulation of protein N-glycosylation.

(136 pages, 29 figures, 7 tables, 328 references, original in English)

Keywords: DNA methylation, histone modifications, N-glycosylation, glycosyltransferases, CRISPR/dCas9